Электрон, имея скорость 1,6*10^6м/с, влетает в однородное электрическое поле с напряженностью 90 В/м и летит в нем до полной остановки. Какой путь пройдет электрон и сколько потребуется для этого времени?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно использовать несколько физических принципов, включая кинематику, законы электрического поля и связь между силой, ускорением и движением.

1. Сила, действующая на электрон в электрическом поле

Сила, действующая на электрон, равна:

где $q$ — заряд электрона (приблизительно $1,6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$), $E$ — напряженность электрического поля (в данном случае 90 В/м).

Таким образом, сила, действующая на электрон, будет равна:

2. Ускорение электрона

Теперь, зная силу, можно найти ускорение электрона, используя второй закон Ньютона:

где $m$ — масса электрона (приблизительно $9,11 \times 10^{-31} \, \text{кг}$).

Подставляем значения:

3. Расстояние, которое пройдет электрон

Электрон начинает движение с определенной начальной скорости $v_0 = 1,6 \times 10^6 \, \text{м/с}$ и останавливается (конечная скорость $v = 0$) под действием ускорения. Для нахождения пути можно воспользоваться кинематической формулой:

где $v$ — конечная скорость, $v_0$ — начальная скорость, $a$ — ускорение, $s$ — путь.

Подставляем значения:

То есть, электрон пройдет путь около 0,51 метра до полной остановки.

4. Время, которое потребуется для остановки

Для нахождения времени, которое потребуется для остановки электрона, используем следующую кинематическую формулу:

Подставляем известные значения:

То есть, время, необходимое для того, чтобы электрон остановился, составит примерно $1,01 \times 10^{-7}$ секунды (или 0,1 мкс).

Итог:

• Путь, который пройдет электрон, составит около 0,51 метра.
• Время, которое потребуется для этого, — примерно 0,1 микросекунды (1,01 × 10⁻⁷ с).