Teplota elektronu
On 31 ledna, 2021 by adminMá elektron teplotu, pokud ano, jaká je?
Představte si elektron (Ke = 1 eV) v trubici při pokojové teplotě (300 K)
jaká je jeho teplota?
Představte si nyní stejný elektron v prostoru (3 K) se stejným Ke, liší se to od ostatních?
Jaký je vliv vnější teploty na elektrony?
Mají tyto elektrony elektrickou energii, nebo máme takovou energii pouze tehdy, když elektron něco zasáhne a vybije svůj Ke?
Komentáře
- Pouze systémy v termodynamické rovnováze mají teplotu, takže ne, jeden elektron nemá teplotu.
Odpověď
Teplota je měření definované v termodynamické matematice. Termodynamické veličiny vycházejí ze statistické mechaniky, takže existuje definice teploty:
Kromě kvantového režimu při extrémně nízkých teplotách je termodynamická teplota jakéhokoli objemu množství látky (statisticky významné množství částic) je přímo úměrné průměrné průměrné kinetické energii konkrétního druhu pohybu částic známého jako translační pohyb. Tyto jednoduché pohyby ve třech dimenzích prostoru x, y a z znamenají, že se částice pohybují ve třech prostorových stupních volnosti. Teplota odvozená z této translační kinetické energie se někdy označuje jako kinetická teplota a rovná se termodynamické teplotě ve velmi širokém rozmezí teplot. Jelikož existují tři translační stupně volnosti (např. Pohyb podél os x, yaz), translační kinetická energie souvisí s kinetickou teplotou pomocí
kde:
E_bar je střední kinetická energie v joulech (J) a vyslovuje se „E bar“ k_B = 1.3806504 (24) × 10 ^ −23 J / K je Boltzmannova konstanta a vyslovuje se „ Kay sub bee “T_k je kinetická teplota v kelvinech (K) a vyslovuje se„ Tee sub kay “
Takže jednotlivé částice mají kinetickou energii a teplotu je definován průměrem souboru.
Elektron v horkém prvku katodové trubice se před emisemi bude podílet na definování průměrné teploty vlákna, když bude vysunut, bude mít specifickou hybnost čerpaná z distribuce kinetické energie ve vláknu. Ve vakuu trubice neexistuje žádný soubor generující teplotu, elektron bude udržovat tuto kinetickou energii a zvyšovat ji podle uloženého pole, které ji přitahuje ke katodě.
Mávnutím rukou, pokud by se dalo předpokládat, že kinetická energie jediného elektronu dopadajícího na katodu představuje průměr souboru, dalo by se říci, že elektron má například teplota sluneční plazmy, ale je to nedbalý, nesprávný úkol.
Komentáře
- Pokud byste měli elektronový plyn nebo elektrony v plazmě (plyn iontů a elektronů), podíleli by se na vytváření průměrné kinetiky energie, kterou lze klasifikovat jako teplotu. en.wikipedia.org/wiki/Average Individuální elektron má pouze kinetickou energii. Elektron se pohybuje ve směru x, y, z a má směry, i když je volný
- to znamená, že se pohybuje ve směru x, y, z současně, když je volný, například v trubici? jaký druh pohybu to může být?
- Jeho pohyb je funkcí (x, y, z). Mám dojem, že je to parabola wps.aw.com/wps/media/objects/877/898586/topics/topic07.pdf ve vakuové trubici. x, y, z jsou souřadnice, které definujeme z počátku (0,0,0), který lze pro pohodlí zvolit. Animace ukazuje parabolické trajektorie
Odpověď
Teplota je měřítkem průměrné kinetické energie molekul.
Pokud existuje tepelná rovnováha, teplota je konstantní a v průměru je čistá kinetická energie získaná nebo ztracená molekulou během srážky nulová.
Pokud je elektron 1 eV vstřikován do krabice obsahující elektrony, které byly při teplotě 300 K co by se stalo?
Elektrony o 300 K mají průměrnou kinetickou energii $ \ frac {1} {25} = 0,04 $ eV a mají náhodný směr pohybu. Elektron 1 eV by se srazil s ostatními elektrony a zpočátku by v průměru ztratil kinetickou energii a zbytek elektronů by tuto kinetickou energii získal.
V procesu by byl pohyb 1 eV náhodný a nakonec by stát se v průměru 0,04 (plus malé množství) eV elektronu.
Injekce 1 eV elektronu do pole elektronů při 7500 (= 25 $ \ krát 300 $) K povede k náhodnému pohybu elektronu s průměrnou kinetickou energií 1 eV.
Pokud v hlubokém vesmíru „žije“ 1 elektronový elektron dostatečně dlouho, stane se náhodně pohybujícím se „v průměru“ 0,0004 elektronovým elektronem.
Odpovědět
Elektrony CRT pocházely z horkých katod termionickou emisí. Typicky by povrchy byly asi 1000 K, a to by byla také teplota elektronů. (Ale obvykle neexistuje žádná skutečná termodynamická rovnováha mezi prostorovým nábojem a pevnou látkou.)
Potom by elektronové dělo urychlilo elektrony na energie desítek keV, ale to nezmění distribuce rychlostí elektronů. Nemění teplotu paprsku.
Napsat komentář