Uppgift 2-dimensionell kinematik

Beskrivning av fotoelektronens rörelse

Ultraviolet ljus faller på en plan fotoanod. Betrakta en fotoelektron som just utanför anoden har en fart på 0,6.106 m/s, dvs en kinetisk energi på 1,0 eV. Vinkeln mellan elektronens fartriktning och anodens yta är där 30°.

a) Hur stor är den normala komponenten av elektronens hastighet? (dvs komponenten vinkelrätt mot ytan)

Anodens utträdesarbete gör att hastighetens normala komponent minskar med 3,6.106 m/s, men den tangentiella komponenten (komponenten parallelt med ytan) är inte påverkad.

b) Hur stor fart hade elektronen inne i anoden?

c) Hur stor var fartens vinkel mot ytan?

Stoppspänningen på en plan katod mittemot fotoanoden ger ett homogent elektriskt fält på 100 V/m vinkelrätt på katod och anod. Elektronens acceleration blir då (e/m)E = 1,76.1013 m/s2 mot anoden.

d) Hur lång tid tar det för elektronen att nå sitt största avstånd till anoden?

e) Hur stor är elektronens största avstånd från anoden?

f) På vilket avstånd från utträdespositionen kommer elektronen tillbaka i anoden?