Google ClassroomGoogle Classroom
GeoGebraGeoGebra Klaslokaal

Elektronok mozgása elektromos térben

Használat

Az alábbi szimuláció a következő folyamatot szemlélteti: Egy zölddel jelölt elektront egy első kondenzátorban felgyorsítanak, egy második kondenzátor eltérít, majd egy képernyőre landol. A szimuláció egyes paramétereit a különböző csúszkák segítségével módosíthatja. A második kondenzátor esetében a lemezek közötti távolságot a felső lemez sarkában található kék pont mozgatásával módosíthatja. Megjegyzés: Az elektron töltése: , tömege: .

Ismerkedés

Ismerkedj meg a szimulációval. Változtasd a különböző paramétereket, és figyeld meg a hatásokat. Például próbáld meg úgy beállítani a paramétereket, hogy az elektron ne a képernyőre essen, vagy hogy a lehető legmagasabban legyen a képernyőn.

Összefüggések

Itt azt kell megvizsgálnod, hogy a különböző paraméterek hogyan befolyásolják a képernyőn megjelenő y becsapódási pontot. Változtasd meg a paramétereket, figyeld meg, és írd le az eredményeidet "Minél nagyobb..., annál nagyobb..." állítások formájában az alábbi szövegmezőbe.

A teljes kísérlet áttekintése

A célunk az elektron becsapódási pontjának előrejelzése a megadott paraméterek alapján. Az első lépés az, hogy gondolatban két részre osztjuk a mozgást: az x irányú mozgásra és az y irányú mozgásra. Mindkét mozgásirányra gondold át: Mely szakaszokban állandó a mozgás, és mely szakaszokban gyorsul? Írd le a gondolataidat a szöveg alatti helyre.

Vízszintes sebesség

Most lépésről lépésre meghatározzuk az y becsapódási pontot. Először számítsd ki azt a vízszintes vx sebességet, amelyet az elektron elér az első kondenzátoron való áthaladás után. Írd be a kiszámított értéket az alábbi mezőbe.

Az idők kiszámítása

Az imént kiszámított vízszintes sebesség már nem változik. Ezzel kiszámítható, hogy mennyi időre van szüksége az elektronnak a következőkhöz:

  • áthaladni a második kondenzátoron
  • megtenni a távolságot a második kondenzátor és a képernyő között

Elhajlás (eltérítés) a 2. kondenzátorban

Számítsd ki az elektron által az y irányban megtett távolságot a második kondenzátorban. (Tipp: Ehhez először meg kell határoznod az elektromos térerősséget, az elektronra ható erőt és az elektron gyorsulását.)

Mozgás az utolsó szakaszban

Az utolsó szakaszban az y irányú mozgás szintén állandó sebességű mozgás. Számítsd ki ezt az állandó sebességet!. Ezzel kiszámíthatod, hogy az elektron milyen távolságot tesz meg y irányban az utolsó szakaszban.