Question

В газоразрядной трубке между плоскими электродами площадью 10см2, расположенными на расстоянии 8 см, ток насыщения 10^-6А. Сколько пар элементарных зарядов обоих знаков образуется ежесекундно в 1см3? Ребят нужно подробное объяснение.

Answer 1

Ответ:

По шагам:

1) Заряд образовавшийся за время t q=In*t=0,2*10^-6*1=0,2*10^-6 Кл

2) Число пар ионов N0=q/e=0,2*10^-6/1,6*10^-19=1,25*10^12

3) Объем V=S*d=100*0,5=50 см3

4) В 1 см3 N=N0/V=1,25*10^12/50=25*10^9 см-3

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу, связывающую ток насыщения, площадь электродов и заряд элементарного заряда. Эта формула выглядит следующим образом:

$I = n \cdot A \cdot v \cdot q$

Где:

• $I$ - ток насыщения (дано: $I = 10^{-6}$ А)
• $n$ - количество пар элементарных зарядов, образующихся ежесекундно в 1 см³ (искомая величина)
• $A$ - площадь электродов ($A = 10 \, \text{см}^2 = 10^{-3} \, \text{м}^2$)
• $v$ - скорость движения заряженных частиц (в данной задаче мы примем её равной средней скорости электронов в газе, которая обычно составляет около $10^4$ м/с)
• $q$ - элементарный заряд (заряд электрона, $q \approx 1.6 \times 10^{-19}$ Кл)

Теперь подставим известные значения и решим уравнение для $n$:

$10^{-6} \, \text{А} = n \cdot 10^{-3} \, \text{м}^2 \cdot 10^4 \, \text{м/с} \cdot 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$

Решая уравнение, получим:

$n = \frac{10^{-6} \, \text{А}}{10^{-3} \, \text{м}^2 \cdot 10^4 \, \text{м/с} \cdot 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}}$

$n \approx 3.125 \times 10^{10}$

Таким образом, около $3.125 \times 10^{10}$ пар элементарных зарядов (электронов) образуется ежесекундно в 1 см³ газоразрядной трубки.