Welke extra energie moet aan de elektriciteit worden geleverd

Welke extra energie moet worden gegeven aan een elektron met een momentum van 15 keV/s (c is de lichtsnelheid) zodat zijn de Broglie-golflengte gelijk wordt aan 50 nm?

Opgave 50325. Gedetailleerde oplossing met een kort overzicht van de voorwaarden, formules en wetten die bij de oplossing zijn gebruikt, afleiding van de berekeningsformule en antwoord. Als u vragen heeft over de oplossing, kunt u schrijven. Ik probeer te helpen.

Om dit probleem op te lossen is het noodzakelijk om de formule van De Broglie te gebruiken:

λ = h / p

waarbij λ de golflengte van De Broglie is, h de constante van Planck is, en p het elektronenmomentum.

Uit de probleemomstandigheden is bekend dat het elektronenmomentum 15 keV/s is. Het is noodzakelijk om uit te vinden welke extra energie aan het elektron moet worden gegeven, zodat de de Broglie-golflengte gelijk wordt aan 50 nm.

Eerst moet je het momentum van het elektron uitdrukken in termen van energie:

p = √(2mE)

waarbij m de elektronenmassa is, is E de energie.

Zo hebben we:

15 keV/s = √(2 * 9,11 * 10^-31 * E)

Vanaf hier vinden we de energiewaarde:

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

Vervolgens vinden we, met behulp van de formule van De Broglie, de initiële golflengte van De Broglie:

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

De gevonden De Broglie-golflengte is 50 nm keer minder dan de gewenste golflengte, daarom is het noodzakelijk om extra energie aan het elektron te geven.

Om de extra energie te vinden, is het noodzakelijk om de gewenste waarde van de de Broglie-golflengte λ = 50 nm en de gevonden waarde van het momentum p₀ in de de Broglie-formule te vervangen:

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

Als we de vergelijking voor p oplossen, krijgen we:

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

Nu kunt u de waarde van de extra energie vinden:

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

Dus om de de Broglie-golflengte van een elektron gelijk te laten worden aan 50 nm, is het noodzakelijk om het te voorzien van een extra energie van 4,71 * 10^-15 J.

***

Uit de bestaande beschrijving is niet geheel duidelijk wat er precies beschreven moet worden. Als we het hebben over een product dat beschreven moet worden, dan is het noodzakelijk om duidelijk te maken over wat voor soort product we het hebben. Als we het hebben over de extra energie die aan een elektron moet worden gegeven zodat het bepaalde functies kan uitvoeren, dan hangt het antwoord af van de specifieke situatie.

Als we het bijvoorbeeld hebben over het opladen van een batterij, dan is het noodzakelijk om voldoende energie te leveren om de batterij tot het gewenste niveau op te laden. Als het gaat om de werking van een elektronisch apparaat, is het noodzakelijk om voldoende spanning en stroom te leveren, zodat het apparaat in de gewenste modus kan werken.

Over het algemeen is het voor elk specifiek geval noodzakelijk om berekeningen uit te voeren en te bepalen welke extra energie aan het elektron moet worden gegeven.

***

1. Digitale goederen zijn handig! Geen wachtrijen of wachten op bezorging - alles kan na betaling direct worden gedownload.
2. Digitale goederen van uitstekende kwaliteit! Geen defecten of onvolkomenheden zoals fysieke producten.
3. Digitale goederen besparen tijd en geld! Geen teveel betaalde verzendkosten en geen kosten voor uitstapjes naar winkels.
4. Gebruiksgemak van digitale goederen! Alles kan op uw computer of in de cloud worden opgeslagen zonder ruimte in beslag te nemen in uw huis.
5. Snelle toegang tot digitale goederen! Er zijn geen beperkingen op de openingstijden van de winkels - alles kan op elk gewenst moment worden gekocht.
6. Digitale goederen zijn milieuvriendelijk! Er wordt geen gebruik gemaakt van verpakking of transport van goederen, wat bijdraagt ​​aan het behoud van het milieu.
7. Digitale goederen zijn veilig! U kunt vertrouwen op de kwaliteit en authenticiteit van het product, aangezien het tijdens het transport niet kan worden nagemaakt of beschadigd.

Eigenaardigheden:

E-books zijn een handige en milieuvriendelijke manier van lezen die het gemakkelijk maakt om een ​​groot aantal boeken op te slaan en te lezen.

Digitale muziek is een geweldige manier om van je favoriete muziek te genieten zonder dat je fysieke media hoeft aan te schaffen.

Software is een handige manier om programma's op uw computer te kopen en te installeren zonder dat u een winkel hoeft te bezoeken.

Digitaal gamen is een spannende en leuke manier om de tijd te doden zonder fysieke exemplaren van de games te hoeven kopen.

Digitale schilderijen zijn een geweldige manier om je huis te decoreren met heldere en kleurrijke schilderijen die gemakkelijk en gemakkelijk online kunnen worden besteld.

Digitale videolessen zijn een handige manier van leren waarmee u altijd en overal nieuwe vaardigheden en kennis kunt opdoen.

Digitale tijdschriften zijn een handige manier om toegang te krijgen tot interessante en nuttige informatie op een tijd en plaats die u uitkomt.