Cum se joacă Fasciculul de electroni
- Alege un test și citește pe card plăcile, câmpul și fasciculul.
- Folosește E = V ÷ d, a = q·E ÷ m, t = L ÷ v₀ și y = ½·a·t², în metri, secunde și coulombi.
- Scrie predicția ta și apasă Start. Particula este trasă cu încetinitorul; predicția ta este traiectoria portocalie punctată.
- Compară traiectoria luminoasă cu cea portocalie, între plăci și pe panoul din dreapta.
Un câmp uniform deviază un fascicul
Două plăci paralele aflate la distanța d, cu o tensiune V între ele, creează un câmp uniform E = V ÷ d, îndreptat de la placa + spre placa −: un volt pe metru este un newton pe coulomb. O sarcină q simte acolo aceeași forță q·E peste tot, așa că o particulă trasă drept printre plăci se mișcă precum o minge aruncată orizontal: viteza ei de-a lungul tubului rămâne v₀, în timp ce de-a curmezișul tubului accelerează constant, a = q·E ÷ m. Traiectoria ei este o parabolă, y = ½·a·(x ÷ v₀)², iar după plăci merge drept. Un electron este atât de ușor încât un câmp modest îi dă o accelerație de aproximativ 10¹⁵ m/s², iar gravitația nu contează deloc. Un proton cu aceeași sarcină ca mărime deviază în partea cealaltă și de aproximativ 1836 de ori mai puțin. Vechile televizoare cu tub, osciloscoapele și imprimantele cu jet de cerneală dirijează fasciculele în acest fel.
Un model de învățare țintit
Câmpul este uniform între plăci și nul în afara lor, fără efecte de margine. Particula intră de-a lungul axei, își păstrează viteza de-a lungul tubului și accelerează constant de-a curmezișul lui, așa că înălțimea ei este o parabolă între plăci și o dreaptă după aceea; dacă ajunge la o placă, se oprește acolo chiar în acel moment. Gravitația este neglijată: aici este de aproximativ 10¹⁴ ori mai slabă decât forța electrică. În fiecare test viteza rămâne sub 9 % din viteza luminii, deci modelul nu este relativist. Fiecare încercare durează câteva nanosecunde și este încetinită ca să dureze aproximativ 4 s. Răspunsurile în limita a 2 % sunt corecte.