Hạt tích điện có chạm bản trước khi ra khỏi điện trường?

Vật lý 11 · Ôn tập kiến thức THPT

Tính độ lệch khi hạt tới cuối bản rồi so với nửa khoảng cách hai bản. Nếu vượt giới hạn ấy, hạt đã chạm bản trước khi ra. Không kéo dài quỹ đạo xuyên qua vật dẫn.

Hạt tích điện dương vào giữa hai bản, vận tốc ngang 20 m/s, vận tốc đứng ban đầu bằng 0. Hai bản dài L = 0,10 m, cách nhau d = 0,010 m. Cho q/m = 0,20 C/kg, E = 1 000 V/m. Chỉ xét lực điện đều, bỏ qua trọng lực, cản và hiệu ứng mép.

Gia tốc theo điện trường a = (q/m)E = 200 m/s². Thời gian đi tới mép là t = L/vₓ = 0,005 s. Độ lệch y = ½at² = 0,0025 m, nhỏ hơn d/2 = 0,005 m, nên hạt ra được trong mô hình. Vận tốc đứng khi ra là v_y = at = 1 m/s.

Một màn cách mép 0,20 m, ở vùng không còn điện trường, được tới sau 0,20/20 = 0,010 s. Độ lệch trên màn là 0,0025 + 1 × 0,010 = 0,0125 m, không phải tiếp tục dùng cùng gia tốc 200 m/s².

Điều kiện không chạm trước mép là ½a(L/vₓ)² ≤ d/2, hay vₓ² ≥ aL²/d. Dấu bằng ứng với vừa tới bản tại mép; nếu yêu cầu không chạm bản kể cả mép thì dùng dấu >.

Tự luyện: Nếu tốc độ ngang chỉ 10 m/s, độ lệch dự kiến ở mép là 0,010 m, lớn hơn 0,005 m. Hạt chạm bản sau √(d/a) ≈ 0,007071 s, tại x ≈ 0,07071 m, trước mép. Với hạt âm, chiều lệch đổi nhưng phép so độ lớn vẫn như trên.

Đọc tiếp: Quỹ đạo trong điện trường · Điện trường hai bản.