Question

Электрон влетает со скоростью 50000 км/с в плоский конденсатор параллельно его пластинам. Расстояние между пластинами 1 см, длина пластин 5 см, напряжение между ними 500 В. На какой угол отклонится электрон от начального направления при выходе из конденсатора?

Answer 1

Давай так. 
Напряженность поля в конденсаторе E=U/d = 500/0.01 В/м

Положим, что вектор скорости электрона перпендикулярен вектору напряженности поля. 
На электрон в эл.поле конденсатора действет сила F=eE, е=1,6е-19 Кл
Эта сила заставляет электрон двигаться с ускорением
a=F/m (m=9.1e-31 кг)
в направлении перпендикулярном вектору скорости на протяжении времени t=L/v = 5e-2/5e7 с (пока электрон не вылетит из конденсатора).
смещение  х=at^2/2.
ну и тангенс угла = х/L

Answer 2

Для определения угла отклонения электрона при выходе из конденсатора, мы можем использовать законы движения частиц в электрическом поле. Угол отклонения можно найти, используя следующую формулу:

$\tan(\theta) = \frac{v_{y}}{v_{x}}$,

где $v_{y}$ - вертикальная составляющая скорости электрона при выходе из конденсатора, $v_{x}$ - горизонтальная составляющая скорости электрона при выходе из конденсатора.

Сначала найдем $v_{y}$ и $v_{x}$.

Для $v_{x}$ используем формулу для горизонтальной составляющей скорости:

$v_{x} = v_{0x} = 50000 \, \text{км/с} = 50000 \times 1000 \, \text{м/с} = 5 \times 10^{4} \, \text{м/с}$.

Для $v_{y}$ используем уравнение движения в вертикальном направлении:

$v_{y} = \frac{U}{d}$,

где $U$ - напряжение между пластинами (500 В), $d$ - расстояние между пластинами (1 см = 0.01 м).

$v_{y} = \frac{500 \, \text{В}}{0.01 \, \text{м}} = 50000 \, \text{м/с}$.

Теперь мы можем найти угол $\theta$:

$\tan(\theta) = \frac{v_{y}}{v_{x}} = \frac{50000 \, \text{м/с}}{5 \times 10^{4} \, \text{м/с}} = 1$.

Теперь найдем угол $\theta$ с помощью арктангенса:

$\theta = \arctan(1) = 45^\circ$.

Таким образом, электрон отклонится на угол 45 градусов от начального направления при выходе из конденсатора.