Elektriska fält. Varför blir det fel på b men inte på c?
"Strålningen från ett röntgenrör skapas när elektroner med hög hastighet slår in i anoden som består av en metallyta. Ju snabbare elektronerna rör sig desto mer energirik blir röntgenstrålningen.
[a-frågan är irrelevant här]
b) Vilken hastighet har elektronerna när de når fram till anoden om accelerationsspänningen är 2,5 kV och avståndet mellan anoden och katoden är 48 cm?
c) Hur förändras hastigheten om vi flyttar katoden 24 cm närmare anoden och ökar spänningen till 5 kV?"
För att lösa b måste vi först hitta den elektriska fältsyrkan:
E = U/d = 2500/0,48 = 5208 V/m
Beräkna kraft: E = F/Q => F = E*Q = 5208*1,602*10^-19 (elektronens laddning) = 8,34*10^-16 N
Beräkna acceleration: a = F/m = 8,34*10^-16/(9,109*10^-31) (elektronens massa) = 9,15*10^14 m/s^2
Och slutligen hastigheten: v^2 - v0^2 = 2*a*s => v^2 = 2*a*s => v = = 1,5*10^7 m/s
Det är dock fel! Enligt facit är svaret 3,0*10^7 m/s (dvs, dubbelt så stort).
Men: om man tillämpar samma metod på c:
E = U/d = 5000/0,24 = 20833 V/m
Beräkna kraft: E = F/Q => F = E*Q = 20833*1,602*10^-19 (elektronens laddning) = 3,33*10^-165N
Beräkna acceleration: a = F/m = 8,34*10^-16/(9,109*10^-31) (elektronens massa) = 3,66*10^15 m/s^2
Beräkna hastighet: v^2 - v0^2 = 2*a*s => v^2 = 2*a*s => v = = 4,2*10^7 m/s
Det stämmer enligt facit. Så varför får jag rätt svar här men fel svar på b?
Det var inget! Jag räknade om och det visade sig att jag skrev fel på kvadratroten... 🫠 Nu får jag det till 2,96*10^7 m/s vilket är mer rimligt. Så tokigt det kan bli.