原子物理について

原子物理の問題で、
電子線の加速電圧をV、金属内部の外部に対する電位をp(>0)としたとき、電子の持つエネルギーがe(V+p)となる理由を教えてください。
私はe(V-p)だと思ったのですが、この考えの間違っている点を教えていただけるとありがたいです。

質問者からの補足コメント

• 金属内部に入ることによって位置エネルギーがepだけ解放される理由がわかりません。金属内部が外部よりpだけ電位が高いのなら、入る前に電子がもっているエネルギーeVから、内部に入るのに必要なエネルギーepが引かれ、残った分が金属内部での電子の持つエネルギーのような気がしてしまいます。どのあたりの考え方が間違っているか教えてください。すみません。

    補足日時：2015/10/29 00:21

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2015/10/29 01:10

「金属内部の外部に対する電位をp(>0)」というのは、ちょっと変ですが（後述）、それを無視すれば、

「加速電圧がV」ということは、電子（負電荷を持っている）に対して「電位差が+Vボルト」ということです。これにさらに「金属内部が外部に対して+ｐボルト」ということは、合計の電位差は「 ( V + p ) ボルト」ということになります。

　なお、最初に書いたのは「導体（金属）の中では電位は等しい、従って電場は存在しない」ということだからです。
　上のケースでは、「電子を加速するための加速電極の電圧がVボルト」で、その向こう側にさらに離れて「電圧( V + p ) ボルトの金属版がある」という解釈です。「金属版が加速電極に対して+ｐボルト」と解釈しています。

　従って、「電荷 -e(<0, e>0) の電子は、加速電極の電圧 V (>0)によって加速されて運動エネルギー eV を持ち、さらに金属板との電位差 +p で加速されて e*(V+p) の運動エネルギーとなる」ということです。
　運動エネルギー eV は必ず「正」の値です。通常では、負の運動エネルギーは存在しません。もし電荷「e」を「負（e<0)」と定義するなら、運動エネルギーは「-eV」と書かなければなりません。

この回答へのお礼

分かりやすいご説明、本当にありがとうございました。とても助かりました。金属内部がV+pボルトという解釈をこれから気付くことができるように心掛けたいと思います。

お礼日時：2015/10/29 09:09

No.2 回答者： Tacosan 回答日時： 2015/10/29 00:37

ぱっと見たところ

電子の電荷は負
ということを忘れてるんじゃないかなと思う.

この回答へのお礼

ありがとうございます。気をつけます！

お礼日時：2015/10/29 09:01

No.1 回答者： Hypnomatic 回答日時： 2015/10/28 23:53

金属内部の外部に対する電位　＝　電子が外部に与えるエネルギーの一部

なので、与える力強いほど、総エネルギーが高くなるのは至極当然の考えかと思いますが

この回答へのお礼

ありがとうございます。できれば補足の疑問点を教えていただけたら嬉しいです。よろしくお願いいたします。

お礼日時：2015/10/29 00:23