7.1.12∗. Определите, какова должна быть ускоряющая разность потенциалов $U$ , чтобы электроны пошли по пути, указанному на рисунке. Радиусы пластин цилиндрического конденсатора $R_1$ и $R_2$. Разность потенциалов между пластинами $U_0$.
Решение
Из Закона изменения энергии следует: $$\frac{m_ev^2}{2} = eU \quad \Rightarrow \quad v^2 = \frac{2eU}{m_e}$$ Так как заряд из рисунка должен двигаться по окружности, то: $$\frac{m_ev^2}{r} = eE \quad \Rightarrow \quad E = \frac{2U}{r}$$ Из определения напряжения получаем: $$du = Edr = 2U\cdot\frac{dr}{r} \quad \Rightarrow \quad U_0 = 2U\int_{R_1}^{R_2}{\frac{dr}{r}} = 2U\ln{\frac{R_2}{R_1}}$$ Откуда получаем ответ: $$U = \frac{U_0}{2\ln{\frac{R_2}{R_1}}}$$
Ответ
$$\boxed{ U = \frac{U_0}{2\ln{\frac{R_2}{R_1}}} }$$