Bestäm vinkeln - laddade partiklar i rörelse i ett elektriskt fält
I en elektronstråle i vakuum har elektronerna hastigheten 1.8*10^7m/s. Elektronstrålen passerar mellan två parallella plattor (det finns även en figur som visar att fältet pekår uppåt, dvs. att elektronerna kommer att accelereras nedåt). Plattorna är 0.1m långa och avståndet mellan dem är 0.02m. Spänningen mellan plattorna är 35V.
Beräkna den vinkel som elektronstrålen böjts av när den har passerat det elektriska fältet mellan plattorna.
Jag har räkna tiden som elektronen är mellan plattorna och får den till 5,6ns samt den lodrätta accelerationen som en elektron får i det elektriska fältet och får den till 3,1 * 10^14 m/s^2. Båda svaren stämmer överens med facit, men när jag ska bestämma vinkeln får jag inte till det.
Så här tänkte jag:
v = vinkeln jag ska bestämma
tan v = y/0.1 där y är höjden i y led som elektronen har "fallit" när den rört sig hela vägen mellan plattorna.
vy = at -> y = at2/2
Sätter in värdena för a och t som jag beräknat sen tidigare:
y=m
tan v =
v = arctan (4.749...*10-3/0.1) = 2.7194... °
2.7 ° är fel, enligt facit ska vinkeln vara dubbelt så stor.
Jag har kollat på nätet och förstått att om man använder tangens för förhållandena mellan hastigheten i y led och hastigheten i x led så blir det rätt, men jag förstår inte varför.
vy = at = 3.1*10^14 * 5.6 * 10^-9 =1.7...*10^6 m/s
vx = 1.8*10^7 m/s
tan v = Vy/vx
v = arctan (vy/ vx) = artcan (1.7...*10^6/1.8*10^7) = 5.4267... °
5.4 ° är rätt svar.
Varför blir det rätt om man använder hastigheterna, men fel om man använder sträckorna som jag gjorde?
Jag tror att du gör ett tankefel. Det man frågar efter är hastighetsvektorn då elektronen lämnar fältet.

Elektronen följer den svarta streckade banan. Det är en kastbana med successivt ökande vinkel. Du räknar ut "den linjära" vinkeln vid . Men det man frågar efter är hastighetsvektorns vinkel då elektronen lämnar fältet, och den vinkeln blir ju brantare. Är du med?
Jag tror att jag kanske fattar. I alla fall förstår jag lite bättre än innan, tack!