2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 движение электронного пучка в конденсаторе
Сообщение25.07.2013, 22:54 


08/01/06
52
Пожалуйста, подскажите, где ошибка. Решаю задачу, физика вроде нехитрая, но ответ не сходится.
Условие (задача 7.3.9. из задачника Савченко):
Тонкий пучок электронов, ускоренный разностью потенциалов $V$, входит в плоский конденсатор параллельно его пластикам (и на равном расстоянии от них). Определите угловой разброс электронов, если на пластины конденсатора подается напряжение $V_{0} \sin{\omega t}$. Расстояние между пластинами $d$ много меньше длины конденсатора $l$.
Решение:
Горизонтальная компонента скорости (равномерное движение): $v_\mathrm{x} = \sqrt{\frac{2 e V}{m_\mathrm{e}}}$, а вертикальная компонента скорости (равноускоренное движение): $v_\mathrm{y} = a_\mathrm{y} t_{0}= \frac{l }{d}\sqrt{\frac{2e}{m_\mathrm{e}V}}V_{0} \sin{\omega t}$, где $a_\mathrm{y}=\frac{eE}{m_\mathrm{e}}=\frac{2 e}{m_\mathrm{e}d}V_{0} \sin{\omega t} $ и $t_{0}=\frac{l}{v_\mathrm{x}}=l\sqrt{\frac{m_\mathrm{e}}{2eV}}$ ускорение в вертикальном направлении и время пролета соответственно. Тогда вертикальное смещение: $y = \int_{0}^{t_0}{v_\mathrm{y}}{dt} = -\frac{l V_{0}}{d \omega}\sqrt{\frac{2e}{m_\mathrm{e}V}}\cos{ \left( \omega l \sqrt{ \frac{m_\mathrm{e}}{2 e V} \right) }+ \mathrm{const} $. Константа равна нулю, т.к. начальное смещение равно нулю. Находим угол разброса:
$\tan{\alpha}=\frac{y}{l}= -\frac{V_{0}}{d \omega}\sqrt{\frac{2e}{m_\mathrm{e}V}}\cos{\left( \omega l \sqrt{ \frac{m_\mathrm{e}}{2 e V} \right)} $, т.е. $\Delta \alpha= \pm \arctan{\left[ -\frac{V_{0}}{d \omega}\sqrt{\frac{2e}{m_\mathrm{e}V}} \cos{\left( \omega l \sqrt{ \frac{m_\mathrm{e}}{2 e V}} \right)} \right]}$.
Однако в задачнике ответ другой:
$\Delta \alpha= \pm \arctan{\left[ \frac{V_{0}}{d \omega}\sqrt{\frac{2e}{m_\mathrm{e}V}} \left(1-\cos{\left( \omega l \sqrt{ \frac{m_\mathrm{e}}{2 e V} \right)} \right) \right]}$
Т.е. как если бы константа интегрирования была равна $ \frac{l V_{0}}{d \omega}\sqrt{\frac{2e}{m_\mathrm{e}V}} $, но почему? Где ошибка?

update: ошибка в неправильном интегрировании.

 Профиль  
                  
 
 Re: движение электронного пучка в конденсаторе
Сообщение25.07.2013, 23:23 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
1)Куда делось t под косинусом? Верно так $\[y =  - \frac{{l{U_0}}}{{d \cdot \omega }}\sqrt {\frac{{2e}}{{{m_e}U}}} \cos (\omega t\sqrt {\frac{{{m_e}}}{{2eU}}} ) + {\rm{const}}\]$
2)Как раз что бы начальное отклонение было 0,
$\[y(0) =  - \frac{{l{U_0}}}{{d \cdot \omega }}\sqrt {\frac{{2e}}{{{m_e}U}}}  + {\rm{const}} = 0\]$
, нужно что бы
$\[{\rm{const}} = \frac{{l{U_0}}}{{d \cdot \omega }}\sqrt {\frac{{2e}}{{{m_e}U}}} \]$

 Профиль  
                  
 
 Re: движение электронного пучка в конденсаторе
Сообщение25.07.2013, 23:33 


08/01/06
52
Ms-dos4 в сообщении #749265 писал(а):
1)Куда делось t под косинусом? Верно так $\[y =  - \frac{{l{U_0}}}{{d \cdot \omega }}\sqrt {\frac{{2e}}{{{m_e}U}}} \cos (\omega t\sqrt {\frac{{{m_e}}}{{2eU}}} ) + {\rm{const}}\]$

Нет, там определенный интеграл... И только что доперло, что $\cos{0} = 1$. Спасибо!
Ms-dos4 в сообщении #749265 писал(а):
2)Как раз что бы начальное отклонение было 0,
$\[y(0) =  - \frac{{l{U_0}}}{{d \cdot \omega }}\sqrt {\frac{{2e}}{{{m_e}U}}}  + {\rm{const}} = 0\]$
, нужно что бы
$\[{\rm{const}} = \frac{{l{U_0}}}{{d \cdot \omega }}\sqrt {\frac{{2e}}{{{m_e}U}}} \]$

Нет, см. выше.

 Профиль  
                  
 
 Re: движение электронного пучка в конденсаторе
Сообщение25.07.2013, 23:47 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Если берёте определённый откуда константа то? Там тогда всё само собой получится. Либо берите неопр. и определяете константу. Всё к одному ведёт.

 Профиль  
                  
 
 Re: движение электронного пучка в конденсаторе
Сообщение26.07.2013, 00:01 


08/01/06
52
Ms-dos4 в сообщении #749270 писал(а):
Если берёте определённый откуда константа то? Там тогда всё само собой получится. Либо берите неопр. и определяете константу. Всё к одному ведёт.

Да, в этом и была моя досадная ошибка. :oops:

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group