Mitä lisäenergiaa sähköön tulee syöttää

Mitä lisäenergiaa täytyy antaa elektronille, jonka liikemäärä on 15 keV/s (c on valon nopeus), jotta sen de Broglie -aallonpituus on 50 nm?

Tehtävä 50325. Yksityiskohtainen ratkaisu, jossa lyhyt selvitys ratkaisussa käytetyistä ehdoista, kaavoista ja laeista, laskentakaavan johtaminen ja vastaus. Jos sinulla on kysyttävää ratkaisusta, kirjoita. yritän auttaa.

Tämän ongelman ratkaisemiseksi on käytettävä de Broglien kaavaa:

λ = h / p

missä λ on de Broglien aallonpituus, h on Planckin vakio, p on elektronin liikemäärä.

Ongelmaolosuhteista tiedetään, että elektronin liikemäärä on 15 keV/s. On tarpeen selvittää, mitä lisäenergiaa elektronille on annettava, jotta sen de Broglie -aallonpituus on 50 nm.

Ensin sinun on ilmaistava elektronin liikemäärä energiana:

p = √(2mE)

missä m on elektronin massa, E on energia.

Meillä on siis:

15 keV/s = √(2 * 9,11 * 10^-31 * E)

Täältä löydämme energiaarvon:

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

Seuraavaksi de Broglien kaavaa käyttäen löydämme alkuperäisen de Broglien aallonpituuden:

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

Löytynyt de Broglien aallonpituus on 50 nm kertaa pienempi kuin haluttu, joten elektronille on tarpeen antaa lisäenergiaa.

Lisäenergian löytämiseksi on tarpeen korvata haluttu de Broglien aallonpituuden arvo λ = 50 nm ja liikemäärän löydetty arvo p₀ de Broglien kaavaan:

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

Ratkaisemalla p:n yhtälön saamme:

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

Nyt voit löytää lisäenergian arvon:

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

Joten jotta elektronin de Broglien aallonpituus olisi yhtä suuri kuin 50 nm, on välttämätöntä antaa sille lisäenergia 4,71 * 10^-15 J.

***

Nykyisestä kuvauksesta ei ole täysin selvää, mitä tarkalleen on kuvattava. Jos puhumme tuotteesta, joka on kuvattava, on tarpeen selventää, millaisesta tuotteesta puhumme. Jos puhumme siitä, mitä lisäenergiaa elektronille on annettava, jotta se voi suorittaa joitain toimintoja, vastaus riippuu tietystä tilanteesta.

Esimerkiksi, jos puhumme akun lataamisesta, on tarpeen tarjota tarpeeksi energiaa akun lataamiseksi halutulle tasolle. Elektroniikkalaitteen toiminnassa on välttämätöntä tarjota riittävä jännite- ja virtataso, jotta laite voi toimia halutussa tilassa.

Yleensä jokaisessa erityistapauksessa on suoritettava laskelmia ja määritettävä, mitä lisäenergiaa elektronille on annettava.

***

1. Digitavarat ovat käteviä! Ei jonoja tai toimitusten odottamista - kaikki voidaan ladata heti maksun jälkeen.
2. Laadukkaita digitaalisia tuotteita! Ei vikoja tai puutteita, kuten fyysisiä tuotteita.
3. Digitavarat säästävät aikaa ja rahaa! Ei ylimaksuja toimituksista eikä kuluja kauppamatkoista.
4. Digitaalisten tuotteiden helppokäyttöisyys! Kaikki voidaan tallentaa tietokoneellesi tai pilveen viemättä tilaa kotonasi.
5. Nopea pääsy digitaalisiin tuotteisiin! Myymälän aukioloajoissa ei ole rajoituksia - kaiken voi ostaa milloin tahansa sinulle sopivana ajankohtana.
6. Digitavarat ovat ympäristöystävällisiä! Tavaroiden pakkaamista tai kuljetusta ei käytetä, mikä auttaa säästämään ympäristöä.
7. Digitavarat ovat turvallisia! Voit luottaa tuotteen laatuun ja aitouteen, koska sitä ei voitu väärentää tai vahingoittaa kuljetuksen aikana.

Erikoisuudet:

E-kirjat ovat kätevä ja ympäristöystävällinen tapa lukea, jonka avulla on helppo säilyttää ja lukea suuri määrä kirjoja.

Digitaalinen musiikki on loistava tapa nauttia suosikkimusiikistasi ilman fyysistä mediaa.

Ohjelmisto on kätevä tapa ostaa ja asentaa ohjelmia tietokoneellesi ilman, että sinun tarvitsee käydä kaupassa.

Digitaalinen pelaaminen on jännittävä ja hauska tapa viettää aikaa ilman, että sinun tarvitsee ostaa fyysisiä kopioita peleistä.

Digimaalaukset ovat loistava tapa sisustaa kotisi kirkkailla ja värikkäillä maalauksilla, joita voi helposti ja kätevästi tilata netistä.

Digitaaliset videotunnit ovat kätevä tapa oppia, jonka avulla voit oppia uusia taitoja ja tietoja milloin ja missä tahansa.

Digitaaliset lehdet ovat kätevä tapa saada mielenkiintoista ja hyödyllistä tietoa sinulle sopivana aikana ja paikassa.