ID: 00010701
При нормальных условиях электрический «пробой» сухого воздуха наступает при напряжённости электрического поля 30 кВ/см. В результате «пробоя» молекулы газа, входящие в состав воздуха, ионизируются и появляются свободные электроны. Какую кинетическую энергию приобретёт такой электрон, пройдя в электрическом поле расстояние 10–5 см? Ответ выразите в электрон-вольтах и округлите до десятых долей.
Источник: ФИПИ
Электрон в электрическом поле разгоняется силой, действующей на его заряд. Работа этой силы превращается в кинетическую энергию электрона. Если измерять энергию в электрон-вольтах, ответ получается особенно просто: энергия в эВ численно равна напряжению, которое прошёл электрон.
Найдём напряжение, пройденное электроном. Поле однородное, поэтому пройденное напряжение $U=E\,d$. Переведём в СИ: $E=30\ \frac{\text{кВ}}{\text{см}}=3\cdot10^{6}\ \frac{\text{В}}{\text{м}}$, $d=10^{-5}\ \text{см}=10^{-7}$ м. Тогда $U=3\cdot10^{6}\cdot10^{-7}=0{,}3$ В.
Найдём кинетическую энергию. Работа поля над электроном $W=qU=e\cdot0{,}3$ В. В электрон-вольтах это просто $W=0{,}3$ эВ.
0,3