Какова скорость направленного движения заряженных частиц и насколько она отличается от их тепловой скорости?

Какова скорость направленного движения заряженных частиц и насколько она отличается от их тепловой скорости?
Гость
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
смотря в какой среде,но можно предположить что на много
Гость
Ну нам в свое время на лекции показывали как эти скорости оценить. Мысли были примерно такие. В ваккуме скорость движения одиночного электрона величина вообще-то непостоянная. сила, действующая на электрон со стороны электрического поля равна: F =eE  где e - заряд электрона -1,6·10⁻¹⁹ [Кл]. E - Напряженность электрического поля [В/м] В общем тут равноускоренное движение получится. И до какой скорости он разгонится будет зависеть от E и от того как долго он летит. В ускорителе и до субсветовой скорости разогнать могут ( порядка 10⁷ м/с в любом случае пока признано, что больше 3*10⁸ [м/с] не разгонят) там правда все сложнее. Вот другая оценка. В металле. В меди ток I=1A провод сечением S= 1 [мм²]=10⁻⁶ [м²]. Концентрация электронов n≈10²⁹ м⁻³. [latex]v_e= \frac{I}{S\cdot n \cdot e} = \frac{1}{10^{-6} \cdot 10^{29}\cdot1,6 \cdot10^{-19}} \approx 6,3 \cdot 10^{-3}[/latex] [м/с]   С другой стороны скорость теплового движения электронов оценивается так: (тут на самом деле не равно а порядок) [latex]v_t \approx \sqrt{ \frac{kT}{m} } [/latex] где k - постоянная Больцмана 1,38 ·10⁻²³ [Дж/К] T - абсолютная температура проводника. (В нормальных условиях комната летом к примеру T≈300 К (27° С)) m - масса электрона 9,1·10⁻³¹ [кг] Ну вот и прикинем: [latex]v_t= \sqrt{ \frac{1,38 \cdot 10^{-23} \cdot 3 \cdot 10^2}{9,1 \cdot 10^{-31}} } \approx 6,7 \cdot 10^4[/latex] [м/с] Тут различие получилось на 7 порядков. Т. е. Тепловая скорость приблизительно в 10 000 000 раз (10 миллионов) больше.
Не нашли ответ?
Ответить на вопрос
Похожие вопросы