Для решения задачи необходимо рассчитать электрическое поле между пластинами конденсатора и определить, как оно влияет на движение электрона. 1. Сначала находим напряжение между пластинами. Для этого используем формулу, связывающую заряд (Q), ёмкость (C) и напряжение (U): U=QC=445×10−12 Кл1×10−6 Ф=0,445 В U = \frac{Q}{C} = \frac{445 \times 10^{ -12} \text{ Кл}}{1 \times 10^{ -6} \text{ Ф}} = 0,445 \text{ В} U=CQ=1×10−6 Ф445×10−12 Кл=0,445 В 2. Теперь находим величину электрического поля (E) между пластинами, используя формулу: E=Ud=0,445 В0,02 м=22,25 В/м E = \frac{U}{d} = \frac{0,445 \text{ В}}{0,02 \text{ м}} = 22,25 \text{ В/м} E=dU=0,02 м0,445 В=22,25 В/м 3. Электрон, обладая зарядом (e ≈ 1,6 × 10^(-19) Кл), будет испытывать силу в электрическом поле, которая рассчитывается по формуле: F=eE F = eE F=eE 4. Подставим значения для вычисления силы: F=(1,6×10−19 Кл)×(22,25 В/м)=3,56×10−18 Н F = (1,6 × 10^{ -19} \text{ Кл}) \times (22,25 \text{ В/м}) = 3,56 × 10^{ -18} \text{ Н} F=(1,6×10−19 Кл)×(22,25 В/м)=3,56×10−18 Н 5. Теперь находим ускорение электрона, используя второй закон Ньютона: a=Fm a = \frac{F}{m} a=mF где m — масса электрона, m ≈ 9,11 × 10^(-31) кг: a=3,56×10−18 Н9,11×10−31 кг≈3,91×1012 м/с2 a = \frac{3,56 × 10^{ -18} \text{ Н}}{9,11 × 10^{ -31} \text{ кг}} ≈ 3,91 × 10^{12} \text{ м/с}^2 a=9,11×10−31 кг3,56×10−18 Н≈3,91×1012 м/с2 6. Теперь нам нужно определить время, которое электрон проведет в области между пластинами. Это можно сделать по формуле: t=Lv t = \frac{L}{v} t=vL где L — длина пластин (0,1 м), v — скорость электрона в горизонтальном направлении (20 км/с = 20000 м/с): t=0,1 м20000 м/с=5×10−6 с t = \frac{0,1 \text{ м}}{20000 \text{ м/с}} = 5 × 10^{ -6} \text{ с} t=20000 м/с0,1 м=5×10−6 с 7. Учитывая ускорение электрона, мы можем найти изменение его вертикальной скорости (v_y) за это время: vy=a⋅t=(3,91×1012 м/с2)⋅(5×10−6 с)≈19550 м/с v_y = a \cdot t = (3,91 × 10^{12} \text{ м/с}^2) \cdot (5 × 10^{ -6} \text{ с}) ≈ 19 550 \text{ м/с} vy=a⋅t=(3,91×1012 м/с2)⋅(5×10−6 с)≈19550 м/с 8. Теперь находим угол отклонения (φ) электрона, используя тангенс угла: tan(φ)=vyvx=19550 м/с20000 м/с \tan(φ) = \frac{v_y}{v_x} = \frac{19 550 \text{ м/с}}{20000 \text{ м/с}} tan(φ)=vxvy=20000 м/с19550 м/с φ=arctan(1955020000) φ = \arctan\left(\frac{19 550}{20000}\right) φ=arctan(2000019550) 9. Рассчитываем угол: φ≈arctan(0,9775)≈44,7∘ φ \approx \arctan(0,9775) \approx 44,7^\circ φ≈arctan(0,9775)≈44,7∘ Таким образом, при выходе из конденсатора направление скорости электрона изменится на угол примерно 44,7 градуса.
