2018-02-25
Напряжение между анодом и катодом вакуумного диода $U = 250 B$, анодный ток $I = 40 мА$. Определите среднее давление электронов на анод, имеющий площадь $S = 20 мм^{2}$.
Решение:
Число электронов, подлетающих к аноду $n = \frac{q}{e} = \frac{It}{e}$; импульс, переносимый электронами: $m \theta n = \frac{m \theta It}{e}$, где $q$ - заряд, переносимый от катода к аноду, $t$ - время, $e$ - заряд электрона, $\theta$ - средняя скорость электронов. По второму закону Ньютона импульс силы $Ft = m \theta n$, откуда $F = \frac{m \theta n}{t} = \frac{m \theta I}{e}$. Используя закон сохранения энергии, найдем среднюю скорость электронов: $\frac{m \theta^{2} }{2} = eU$, откуда $\theta = \sqrt{ \frac{2eU}{m} }$. Тогда среднее давление $p_{ср} = \frac{F}{S} = \frac{m \theta n}{St} = \frac{I}{S} \sqrt{ \frac{2mU}{e} } = 0,1 Па$.