Πώς κινείται ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε ηρεμία σε ένα ηλεκτρικό πεδίο;
1. Η δύναμη:
* Τα ηλεκτρικά πεδία ασκούν δυνάμεις σε φορτισμένα σωματίδια. Δεδομένου ότι τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα, βιώνουν μια δύναμη στην αντίθετη κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου.
* Η δύναμη σε ένα ηλεκτρόνιο δίνεται από: F =QE, πού:
* F είναι η δύναμη
* Q είναι το φορτίο του ηλεκτρονίου (αρνητικό)
* Ε είναι η δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου
2. Επιτάχυνση:
* Η δύναμη αναγκάζει το ηλεκτρόνιο να επιταχύνει. Αυτή η επιτάχυνση βρίσκεται προς την αντίθετη κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου.
* Η επιτάχυνση δίνεται από: a =f/m =(qe)/m, πού:
* Α είναι η επιτάχυνση
* m είναι η μάζα του ηλεκτρονίου
3. Πρόταση:
* Το ηλεκτρόνιο ξεκινά από την ανάπαυση, οπότε η αρχική του ταχύτητα είναι μηδέν.
* Λόγω της επιτάχυνσης, το ηλεκτρόνιο κερδίζει ταχύτητα προς την κατεύθυνση απέναντι από το ηλεκτρικό πεδίο.
* Η κίνηση του ηλεκτρονίου διέπεται από τους νόμους της κινηματικής. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα και η θέση της αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου ανάλογα με την επιτάχυνση που βιώνει.
Συνοπτικά:
Ένα ελεύθερο ηλεκτρόνιο σε ηρεμία σε ένα ηλεκτρικό πεδίο θα βιώσει μια δύναμη που την προκαλεί να επιταχύνει προς την κατεύθυνση αντίθετη προς το πεδίο. Το ηλεκτρόνιο θα κερδίσει ταχύτητα και θα συνεχίσει να κινείται προς αυτή την κατεύθυνση όσο υπάρχει το ηλεκτρικό πεδίο.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Η κίνηση του ηλεκτρονίου επηρεάζεται από τη δύναμη του ηλεκτρικού πεδίου: Ένα ισχυρότερο πεδίο οδηγεί σε μεγαλύτερη δύναμη και επιτάχυνση.
* Η κίνηση του ηλεκτρονίου επηρεάζεται επίσης από συγκρούσεις: Εάν το ηλεκτρόνιο συναντήσει άλλα σωματίδια (όπως τα άτομα σε ένα υλικό), θα παρουσιάσει συγκρούσεις που μπορούν να αλλάξουν την κίνηση του.
* Ελεύθερα ηλεκτρόνια σε κενό: Σε ένα κενό, δεν υπάρχουν συγκρούσεις και το ηλεκτρόνιο θα κινηθεί σε ευθεία γραμμή, επιταχύνοντας συνεχώς προς την κατεύθυνση απέναντι από το πεδίο.
