Hvilken ekstra energi skal der tilføres el

Hvilken yderligere energi skal tildeles en elektron med et momentum på 15 keV/s (c er lysets hastighed), så dens de Broglie-bølgelængde bliver lig med 50 nm?

Opgave 50325. Detaljeret løsning med en kort opgørelse over de betingelser, formler og love, der er brugt i løsningen, udledning af regneformlen og svar. Hvis du har spørgsmål til løsningen, så skriv endelig. Jeg prøver at hjælpe.

For at løse dette problem er det nødvendigt at bruge de Broglie-formlen:

λ = h/p

hvor λ er de Broglie-bølgelængden, h er Plancks konstant, p er elektronens momentum.

Fra problemforholdene vides det, at elektronmomentet er 15 keV/s. Det er nødvendigt at finde ud af, hvilken yderligere energi der skal tildeles elektronen, så dens de Broglie-bølgelængde bliver lig med 50 nm.

Først skal du udtrykke elektronens momentum i form af energi:

p = √(2mE)

hvor m er elektronmassen, E er energien.

Vi har således:

15 keV/s = √(2 * 9,11 * 10^-31 * E)

Herfra finder vi energiværdien:

E = (15 keV/s)^2 / (2 * 9,11 * 10^-31) = 3,061 * 10^-15 J

Dernæst, ved hjælp af de Broglies formel, finder vi den indledende de Broglie-bølgelængde:

λ₀ = h/p₀ = 6,626 * 10^-34 J s / (√(2 * 9,11 * 10^-31 * 3,061 * 10^-15 J)) = 0,122 nm

Den fundne de Broglie-bølgelængde er 50 nm gange mindre end den ønskede, derfor er det nødvendigt at give yderligere energi til elektronen.

For at finde den ekstra energi er det nødvendigt at erstatte den ønskede værdi af de Broglie-bølgelængden λ = 50 nm og den fundne værdi af momentum p₀ i de Broglie-formlen:

50 nm = 6,626 * 10^-34 J s/p + 6,626 * 10^-34 J s / (√(2 * 9,11 * 10^-31 * 3,061 * 10^-15 J))

Ved at løse ligningen for p får vi:

p = 1,67 * 10^-24 kg m/s

Nu kan du finde værdien af ​​den ekstra energi:

ΔE = (p^2 - p₀^2) / (2m) = 4,71 * 10^-15 J

Så for at de Broglie-bølgelængden af ​​en elektron bliver lig med 50 nm, er det nødvendigt at give den en ekstra energi på 4,71 * 10^-15 J.

***

Ud fra den eksisterende beskrivelse er det ikke helt klart, hvad der præcist skal beskrives. Hvis vi taler om et produkt, der skal beskrives, så er det nødvendigt at afklare, hvad det er for et produkt, vi taler om. Hvis vi taler om, hvilken ekstra energi der skal tildeles elektronen, så den kan udføre nogle funktioner, så afhænger svaret af den specifikke situation.

For eksempel, hvis vi taler om at oplade et batteri, så er det nødvendigt at give nok energi til at oplade batteriet til det ønskede niveau. Når det kommer til funktionen af ​​en elektronisk enhed, er det nødvendigt at give et tilstrækkeligt niveau af spænding og strøm, så enheden kan fungere i den ønskede tilstand.

Generelt er det for hvert enkelt tilfælde nødvendigt at udføre beregninger og bestemme, hvilken yderligere energi der skal tildeles elektronen.

***

1. Digitale varer er praktiske! Ingen køer eller ventetid på levering - alt kan downloades umiddelbart efter betaling.
2. Digitale varer i fremragende kvalitet! Ingen defekter eller ufuldkommenheder som fysiske produkter.
3. Digitale varer sparer tid og penge! Ingen overbetalinger for levering og ingen udgifter til ture til butikker.
4. Brugervenlighed for digitale produkter! Alt kan gemmes på din computer eller i skyen uden at optage plads i dit hjem.
5. Hurtig adgang til digitale varer! Der er ingen begrænsninger på butikkens åbningstider - alt kan købes til enhver tid, der passer dig.
6. Digitale varer er miljøvenlige! Der anvendes ikke emballering eller transport af varer, hvilket er med til at skåne miljøet.
7. Digitale varer er sikre! Du kan være sikker på produktets kvalitet og ægthed, da det ikke kan være forfalsket eller beskadiget under transporten.

Ejendommeligheder:

E-bøger er en praktisk og miljøvenlig måde at læse på, der gør det nemt at opbevare og læse et stort antal bøger.

Digital musik er en fantastisk måde at nyde din yndlingsmusik på uden at skulle købe fysiske medier.

Software er en praktisk måde at købe og installere programmer på din computer uden at skulle besøge en butik.

Digitalt spil er en spændende og sjov måde at fordrive tiden på uden at skulle købe fysiske kopier af spillene.

Digitale malerier er en fantastisk måde at dekorere dit hjem med lyse og farverige malerier, som nemt og bekvemt kan bestilles online.

Digitale videolektioner er en bekvem måde at lære på, der giver dig mulighed for at lære nye færdigheder og viden når som helst og hvor som helst.

Digitale magasiner er en bekvem måde at få adgang til interessant og nyttig information på et tidspunkt og et sted, der passer dig.