Ποια πρόσθετη ενέργεια πρέπει να παρέχεται στο ηλεκτρικό

Ποια πρόσθετη ενέργεια πρέπει να μεταδοθεί σε ένα ηλεκτρόνιο με ορμή 15 keV/s (c είναι η ταχύτητα του φωτός) ώστε το μήκος κύματος de Broglie του να γίνει ίσο με 50 nm;

Πρόβλημα 50325. Λεπτομερής λύση με σύντομη καταγραφή των συνθηκών, τύπων και νόμων που χρησιμοποιούνται στη λύση, εξαγωγή του τύπου υπολογισμού και απάντηση. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με τη λύση, γράψτε. Προσπαθώ να βοηθήσω.

Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε τον τύπο de Broglie:

λ = h / p

όπου λ είναι το μήκος κύματος de Broglie, h η σταθερά του Planck, p είναι η ορμή του ηλεκτρονίου.

Από τις προβληματικές συνθήκες είναι γνωστό ότι η ορμή του ηλεκτρονίου είναι 15 keV/s. Είναι απαραίτητο να βρούμε ποια πρόσθετη ενέργεια χρειάζεται να μεταδοθεί στο ηλεκτρόνιο έτσι ώστε το μήκος κύματος de Broglie του να γίνει ίσο με 50 nm.

Αρχικά, πρέπει να εκφράσετε την ορμή του ηλεκτρονίου ως προς την ενέργεια:

p = √(2mE)

όπου m είναι η μάζα του ηλεκτρονίου, E είναι η ενέργεια.

Έτσι έχουμε:

15 keV/s = √(2 * 9,11 * 10^-31 * E)

Από εδώ βρίσκουμε την ενεργειακή αξία:

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

Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τον τύπο του de Broglie, βρίσκουμε το αρχικό μήκος κύματος de Broglie:

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

Το μήκος κύματος που βρέθηκε de Broglie είναι 50 nm φορές μικρότερο από το επιθυμητό, ​​επομένως, είναι απαραίτητο να προσδοθεί πρόσθετη ενέργεια στο ηλεκτρόνιο.

Για να βρεθεί η πρόσθετη ενέργεια, είναι απαραίτητο να αντικαταστήσουμε την επιθυμητή τιμή του μήκους κύματος de Broglie λ = 50 nm και την τιμή που βρέθηκε της ορμής p₀ στον τύπο de Broglie:

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))

Λύνοντας την εξίσωση του p έχουμε:

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

Τώρα μπορείτε να βρείτε την τιμή της πρόσθετης ενέργειας:

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

Έτσι, για να γίνει το μήκος κύματος de Broglie ενός ηλεκτρονίου ίσο με 50 nm, είναι απαραίτητο να του παρέχουμε μια πρόσθετη ενέργεια 4,71 * 10^-15 J.

***

Από την υπάρχουσα περιγραφή δεν είναι απολύτως σαφές τι ακριβώς πρέπει να περιγραφεί. Εάν μιλάμε για ένα προϊόν που πρέπει να περιγραφεί, τότε είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί για τι είδους προϊόν μιλάμε. Αν μιλάμε για το ποια πρόσθετη ενέργεια χρειάζεται να μεταδοθεί στο ηλεκτρόνιο ώστε να μπορεί να εκτελέσει κάποιες λειτουργίες, τότε η απάντηση εξαρτάται από τη συγκεκριμένη κατάσταση.

Για παράδειγμα, αν μιλάμε για φόρτιση μπαταρίας, τότε είναι απαραίτητο να παρέχουμε αρκετή ενέργεια για να φορτίσουμε την μπαταρία στο επιθυμητό επίπεδο. Όταν πρόκειται για τη λειτουργία μιας ηλεκτρονικής συσκευής, είναι απαραίτητο να παρέχεται ένα επαρκές επίπεδο τάσης και ρεύματος ώστε η συσκευή να μπορεί να λειτουργεί στην επιθυμητή λειτουργία.

Γενικά, για κάθε συγκεκριμένη περίπτωση είναι απαραίτητο να γίνουν υπολογισμοί και να προσδιοριστεί ποια πρόσθετη ενέργεια χρειάζεται να μεταδοθεί στο ηλεκτρόνιο.

***

1. Τα ψηφιακά προϊόντα είναι βολικά! Χωρίς ουρές ή αναμονή για παράδοση - τα πάντα μπορούν να ληφθούν αμέσως μετά την πληρωμή.
2. Ψηφιακά προϊόντα εξαιρετικής ποιότητας! Χωρίς ελαττώματα ή ατέλειες όπως φυσικά προϊόντα.
3. Τα ψηφιακά προϊόντα εξοικονομούν χρόνο και χρήμα! Χωρίς υπερπληρωμή για παράδοση και χωρίς έξοδα για ταξίδια σε καταστήματα.
4. Ευκολία στη χρήση ψηφιακών προϊόντων! Όλα μπορούν να αποθηκευτούν στον υπολογιστή σας ή στο cloud χωρίς να καταλαμβάνουν χώρο στο σπίτι σας.
5. Γρήγορη πρόσβαση σε ψηφιακά αγαθά! Δεν υπάρχουν περιορισμοί στο ωράριο λειτουργίας των καταστημάτων - τα πάντα μπορούν να αγοραστούν οποιαδήποτε στιγμή βολεύει για εσάς.
6. Τα ψηφιακά αγαθά είναι φιλικά προς το περιβάλλον! Δεν χρησιμοποιείται συσκευασία ή μεταφορά αγαθών, γεγονός που συμβάλλει στη διατήρηση του περιβάλλοντος.
7. Τα ψηφιακά προϊόντα είναι ασφαλή! Μπορείτε να είστε σίγουροι για την ποιότητα και τη γνησιότητα του προϊόντος, καθώς δεν θα μπορούσε να παραποιηθεί ή να καταστραφεί κατά τη μεταφορά.

Ιδιαιτερότητες:

Τα ηλεκτρονικά βιβλία είναι ένας βολικός και φιλικός προς το περιβάλλον τρόπος ανάγνωσης που διευκολύνει την αποθήκευση και την ανάγνωση μεγάλου αριθμού βιβλίων.

Η ψηφιακή μουσική είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να απολαύσετε την αγαπημένη σας μουσική χωρίς να χρειάζεται να αγοράσετε φυσικά μέσα.

Το λογισμικό είναι ένας βολικός τρόπος για να αγοράσετε και να εγκαταστήσετε προγράμματα στον υπολογιστή σας χωρίς να χρειάζεται να επισκεφτείτε ένα κατάστημα.

Το ψηφιακό gaming είναι ένας συναρπαστικός και διασκεδαστικός τρόπος για να περάσετε την ώρα σας χωρίς να χρειάζεται να αγοράσετε φυσικά αντίγραφα των παιχνιδιών.

Οι ψηφιακοί πίνακες είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να διακοσμήσετε το σπίτι σας με φωτεινούς και πολύχρωμους πίνακες που μπορείτε να παραγγείλετε εύκολα και άνετα μέσω Διαδικτύου.

Τα μαθήματα ψηφιακών βίντεο είναι ένας βολικός τρόπος μάθησης που σας επιτρέπει να μαθαίνετε νέες δεξιότητες και γνώσεις οποτεδήποτε, οπουδήποτε.

Τα ψηφιακά περιοδικά είναι ένας βολικός τρόπος πρόσβασης σε ενδιαφέρουσες και χρήσιμες πληροφορίες σε χρόνο και τόπο που σας ταιριάζει.