Elektron demeti: yükleri bir alanla saptırmak

Eğitici bir simülasyon oyunu. Bir katot ışınları tüpünde yüklü iki levhanın arasından elektron fırlat ve alanı, ivmeyi, demetin ne kadar saptığını, bir hedefi vuran gerilimi ve bir protonun nasıl saptığını tahmin et.

Düzgün alanYüklü parçacıklar

ELEKTRON DEMETİ

Levhalar arasındaki alan

Hazır
Demeti fırlatmak için JavaScript'i etkinleştir. Talimatlar ve çözümlü örnek okunabilir kalır.
Hız vElektrik kuvveti FAlan E, + dan − yeTahminin
Bir demeti saptırmaky = ½·(q·E ÷ m)·(L ÷ v₀)²

Zaman

0.00 ns

t

Levhalar arasındaki alan

— V/m

E = V ÷ d

Dik yöndeki ivme

— m/s²

a_y

Eksenden yükseklik

—

y

Dik yöndeki hız

— m/s

v_y

Başlamadan önce tahmin et

Denemeyi hazırlamak için tahminini yaz. Bir cevap olana kadar Başlat kapalı kalır.

Alanın demeti nasıl saptırdığını tahmin et.

Görev puanı—

Her cevap %2 içinde olmalı: her biri 100 puan kazandırır. İlk denemede doğru bilmek 50 puan ekler. Bir deneme başladığı anda sayılır.

✓ Doğru cevap① İlk denemede

Elektron demeti nasıl oynanır

  1. Bir test seç ve karttaki levhaları, alanı ve demeti oku.
  2. E = V ÷ d, a = q·E ÷ m, t = L ÷ v₀ ve y = ½·a·t² kullan; metre, saniye ve coulomb cinsinden.
  3. Tahminini yaz ve Başlat'a bas. Parçacık ağır çekimde fırlatılır; tahminin turuncu kesikli yoldur.
  4. Parlayan yolu turuncu yolunla, levhalar arasında ve sağ panelde karşılaştır.

Düzgün bir alan demeti saptırır

Aralarında d mesafesi ve V gerilimi olan iki paralel levha, + levhadan − levhaya yönelen düzgün bir E = V ÷ d alanı oluşturur: metre başına bir volt, coulomb başına bir newtondur. Oradaki bir q yükü her yerde aynı q·E kuvvetini hisseder; bu yüzden levhaların arasına düz fırlatılan bir parçacık yatay atılan bir top gibi hareket eder: tüp boyunca hızı v₀ olarak kalır, tüpe dik yönde ise sabit a = q·E ÷ m ivmesiyle hızlanır. Yolu bir paraboldür, y = ½·a·(x ÷ v₀)², ve levhalardan çıkınca düz gider. Elektron o kadar hafiftir ki ılımlı bir alan bile ona yaklaşık 10¹⁵ m/s² ivme verir ve yer çekimi hiç önemli değildir. Aynı büyüklükte yükü olan bir proton öbür yöne ve yaklaşık 1836 kat daha az sapar. Eski tüplü televizyonlar, osiloskoplar ve mürekkep püskürtmeli yazıcılar demetleri bu şekilde yönlendirir.

Öğrenmeye odaklı bir model

Alan levhalar arasında düzgün, dışında sıfırdır; kenar etkisi yoktur. Parçacık eksen boyunca girer, tüp boyunca hızını korur ve dik yönde sabit ivmeyle hızlanır; bu yüzden yüksekliği levhalar arasında bir parabol, sonrasında bir doğrudur. Bir levhaya ulaşırsa tam o anda orada durur. Yer çekimi ihmal edilir: burada elektrik kuvvetinden yaklaşık 10¹⁴ kat daha zayıftır. Her testte hız ışık hızının %9'unun altında kalır, bu yüzden model göreli değildir. Her deneme birkaç nanosaniye sürer ve yaklaşık 4 s sürecek biçimde yavaşlatılır. %2 içindeki cevaplar doğrudur.

Dili değiştirmek testini, tahminini, denemelerini ve deneyini korur.