¿Cómo se calcula la velocidad de un electrón?

Los electrones emitidos a través del efecto fotoeléctrico están hechos para trabajar contra una diferencia de potencial aplicada. El pd necesario para detener los electrones que se mueven más rápido se llama potencial de detención. A partir de esto, podemos calcular fácilmente la energía cinética de esos electrones (esto es simplemente multiplicar el potencial de detención por la magnitud de la carga de un electrón). KE = 1 / 2mv ^ 2 así que al reorganizar esa ecuación podemos calcular la velocidad de los electrones a medida que conocemos su masa.

La respuesta a su pregunta depende de las circunstancias. En el caso de un electrón libre, su energía cinética se puede determinar por el potencial eléctrico requerido para detenerlo. La velocidad del electrón puede, a su vez, calcularse como energía cinética.

La respuesta depende de la situación. (1): En el conductor metálico tenemos ‘gas’ de electrones libres y podemos considerar ese gas aproximadamente como gas ideal. Entonces, podemos usar la teoría cinética del gas. Esta teoría relaciona la energía cinética por partícula con la temperatura mediante la fórmula (1/2) mv ^ 2 = (3/2) kT, donde k es la constante de Boltzmann. (2): En un conductor también definimos la velocidad de deriva. Sabemos que cuando se aplica voltaje entre dos extremos de un cable, se establece un campo eléctrico E = V / l en el cable. Ahora, el electrón tiene aceleración = Ee / m. Además, durante su movimiento, los electrones colisionan con los iones en los sitios de la red o se dispersan por los iones en los campos de iones vibrantes que varían continuamente. Si T (av) es el período de tiempo promedio entre dos colisiones consecutivas con iones, la velocidad que adquiere el electrón mientras se pasa de un ion a otro para la próxima colisión se denomina velocidad de deriva y viene dada por v (d) = (Ee / m) T ((av). Finalmente, la densidad de corriente viene dada por J (vector) = nev (d) (vector). De la densidad de corriente podemos encontrar la velocidad de deriva. (3): Cuando el electrón se acelera en la diferencia de potencial V, su energía cinética se convierte en (1/2) mv ^ 2 = eV. Aquí y también arriba discusión de colisión hemos tomado la velocidad inicial cero. (4): en el modelo de Bohr, podemos escribir 2pir (n) = nh / mv. Ahora, radio de la enésima órbita r (n) = (n ^ 2h ^ 2.epsilon cero) /(pi.Ze^2.m). Combinando estas dos fórmulas podemos encontrar la velocidad del electrón en el átomo de hidrógeno de acuerdo con el modelo de Bohr.