В двухэлектродной лампе с плоскими электродами напряжение составляет 22 кВ. Электроны ударяют об анод с общей силой 1 мкН. Какой силы ток (в мА) течет через лампу? Отношение заряда электро-на к его массе 1,761011 Кл/кг.
Попробуем изложить, как мне это видится.
Сила тока равна заряду, протекающему через поперечное сечение проводника в единицу времени. (1)
Заряд, протекающий через площадку площадью S за малый временной интерва Δt равен: (2)
N - Количество электронов попадающих в объем V=v*Δt*S
n - концентрация электронов
e - заряд электрона Кл.
v - Скорость электрона при подлете к пластине (Δt достаточно мал, чтобы считать скорость в течении этого интервала постоянной).
Из (1) и (2) следует, что: (3)
Замечательно, но концентрация n и площадь S нам неизвестны.
Что можно извлечь из силы. Сила равна (2й закон Ньютона): (4) изменению импульса за за время Δt. (Вообще-то производной импульса по времени ).
Вот дальше я вижу некоторый произвол в определении изменении изменения импульса. Если считать, что электрон при прилете весь импульс отдает электроду, то ΔP=mv. Скорость v равна (5)
кг. масса электрона.
Суммарный импульс передаваемый всеми электронами, прилетающими из объема V:
Соответственно сила F: (6)
Вот. Теперь из (6) можно выразить концентрацию n через силу F. (7)
Теперь, если (7) подставить в (3) получим: (8)
Скорость из (5) подставляем в (8). (9)
Ну теперь подставляем в (9) числа А≈2 мА
P.S. Идея расчета сходна с идеей вывода основного уравнения МКТ.
Да еще, когда я считал скорость у меня получилось значение порядка 10^7 м/с, если так, то по идее должны сказываться релятивистские эффекты.
