Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1558
2016-12-12 
Электрон, двигаясь прямолинейно, попадает в электрическое поле, потенциал которого имеет вид, показанный на рисунке. В точке А электрон влетает в область электрического поля, в точке В — покидает эту область. Изменится ли скорость частицы в точке В и время пролета расстояния АВ, если вместо электрона полетит позитрон?
Заряд позитрона равен $+ e$ ($ - e$ — заряд электрона), массы электрона и позитройа равны.
Решение:
На участке АС имеет место ускорение электрона, на участке СВ — замедление. Поскольку работа сил электрического поля на участке АВ равна нулю:
$A_{AB} = q( \phi_{A} - \phi_{B}) = 0$
(как видно из рисунка, $\phi_{A} = \phi_{B}$), скорости электрона в точках А и В равны. В случае позитрона на участке АС происходит замедление, а на участке СВ — ускорение. Если начальной кинетической энергии позитрона $E_{0}$ достаточно, чтобы преодолеть замедляющий потенциал $\phi_{0}$, он достигнет точки С, а затем и В:
$E_{0} \geq q \phi_{0}$
(в случае точного равенства позитрон достигает точки С с нулевой скоростью и остается в состоянии неустойчивого равновесия).
Если $E_{0} < q \phi_{0}$, позитрон не достигает точек С и В, отразившись, как говорят, от потенциального барьера.
Разбив участок АВ на малые участки, из графиков зависимости скоростей от координаты электрона видим, что на каждом из таких участков скорость электрона превышает скорость позитрона. Следовательно, время прохождения электроном каждого участка меньше соответствующего времени для позитрона. Отсюда заключаем, что электрон проходит участок АВ быстрее позитрона (если последний вообще преодолевает барьер).
Электрон, двигаясь прямолинейно, попадает в электрическое поле, потенциал которого имеет вид, показанный на рисунке. В точке А электрон влетает в область электрического поля, в точке В — покидает эту область. Изменится ли скорость частицы в точке В и время пролета расстояния АВ, если вместо электрона полетит позитрон?
Заряд позитрона равен $+ e$ ($ - e$ — заряд электрона), массы электрона и позитройа равны.
Решение:
На участке АС имеет место ускорение электрона, на участке СВ — замедление. Поскольку работа сил электрического поля на участке АВ равна нулю:
$A_{AB} = q( \phi_{A} - \phi_{B}) = 0$
(как видно из рисунка, $\phi_{A} = \phi_{B}$), скорости электрона в точках А и В равны. В случае позитрона на участке АС происходит замедление, а на участке СВ — ускорение. Если начальной кинетической энергии позитрона $E_{0}$ достаточно, чтобы преодолеть замедляющий потенциал $\phi_{0}$, он достигнет точки С, а затем и В:
$E_{0} \geq q \phi_{0}$
(в случае точного равенства позитрон достигает точки С с нулевой скоростью и остается в состоянии неустойчивого равновесия).
Если $E_{0} < q \phi_{0}$, позитрон не достигает точек С и В, отразившись, как говорят, от потенциального барьера.
Разбив участок АВ на малые участки, из графиков зависимости скоростей от координаты электрона видим, что на каждом из таких участков скорость электрона превышает скорость позитрона. Следовательно, время прохождения электроном каждого участка меньше соответствующего времени для позитрона. Отсюда заключаем, что электрон проходит участок АВ быстрее позитрона (если последний вообще преодолевает барьер).
