Jaką dodatkową energię należy dostarczyć do prądu

Jaką dodatkową energię należy przekazać elektronowi o pędzie 15 keV/s (c to prędkość światła), aby jego długość fali de Broglie'a wynosiła 50 nm?

Zadanie 50325. Rozwiązanie szczegółowe z krótkim zapisem warunków, wzorów i praw zastosowanych w rozwiązaniu, wyprowadzeniem wzoru obliczeniowego i odpowiedzią. Jeśli masz pytania dotyczące rozwiązania, napisz. Próbuję pomóc.

Aby rozwiązać ten problem, należy skorzystać ze wzoru de Broglie’a:

λ = godz./s

gdzie λ to długość fali de Broglie’a, h to stała Plancka, p to pęd elektronu.

Z warunków problemowych wiadomo, że pęd elektronu wynosi 15 keV/s. Należy ustalić, jaką dodatkową energię należy przekazać elektronowi, aby jego długość fali de Broglie'a wynosiła 50 nm.

Najpierw musisz wyrazić pęd elektronu w kategoriach energii:

p = √(2mE)

gdzie m jest masą elektronu, E jest energią.

Zatem mamy:

15 keV/s = √(2 * 9,11 * 10^-31 * E)

Stąd znajdujemy wartość energetyczną:

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

Następnie, korzystając ze wzoru de Broglie’a, znajdujemy początkową długość fali de Broglie’a:

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

Znaleziona długość fali de Broglie'a jest 50 nm razy mniejsza od pożądanej, dlatego konieczne jest dostarczenie elektronowi dodatkowej energii.

Aby znaleźć dodatkową energię, należy podstawić żądaną wartość długości fali de Broglie'a λ = 50 nm i znalezioną wartość pędu p₀ do wzoru de Broglie'a:

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))

Rozwiązując równanie na p otrzymujemy:

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

Teraz możesz znaleźć wartość dodatkowej energii:

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

Aby więc długość fali de Broglie'a elektronu była równa 50 nm, należy zapewnić mu dodatkową energię 4,71 * 10^-15 J.

***

Z istniejącego opisu nie wynika do końca, co dokładnie należy opisać. Jeśli mówimy o produkcie, który wymaga opisu, konieczne jest doprecyzowanie, o jakim produkcie mówimy. Jeśli mówimy o tym, jaką dodatkową energię należy przekazać elektronowi, aby mógł spełniać jakieś funkcje, to odpowiedź zależy od konkretnej sytuacji.

Przykładowo, jeśli mówimy o ładowaniu akumulatora, to konieczne jest zapewnienie wystarczającej ilości energii, aby naładować akumulator do pożądanego poziomu. Jeśli chodzi o funkcjonowanie urządzenia elektronicznego, konieczne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu napięcia i prądu, aby urządzenie mogło pracować w pożądanym trybie.

Ogólnie rzecz biorąc, dla każdego konkretnego przypadku konieczne jest przeprowadzenie obliczeń i określenie, jaką dodatkową energię należy przekazać elektronowi.

***

1. Towary cyfrowe są wygodne! Żadnych kolejek i oczekiwania na dostawę - wszystko można pobrać od razu po dokonaniu płatności.
2. Doskonałej jakości towary cyfrowe! Żadnych wad i niedoskonałości jak produkty fizyczne.
3. Towary cyfrowe oszczędzają czas i pieniądze! Żadnych nadpłat za dostawę i żadnych wydatków na wycieczki do sklepów.
4. Łatwość obsługi produktów cyfrowych! Wszystko można przechowywać na komputerze lub w chmurze, nie zajmując miejsca w domu.
5. Szybki dostęp do towarów cyfrowych! Nie ma ograniczeń co do godzin otwarcia sklepu – wszystko możesz kupić w dogodnym dla Ciebie terminie.
6. Towary cyfrowe są przyjazne dla środowiska! Nie stosuje się pakowania ani transportu towarów, co pomaga chronić środowisko.
7. Towary cyfrowe są bezpieczne! Możesz być pewien jakości i autentyczności produktu, ponieważ nie może on zostać podrobiony ani uszkodzony podczas transportu.

Osobliwości:

E-booki to wygodny i ekologiczny sposób czytania, który ułatwia przechowywanie i czytanie dużej liczby książek.

Muzyka cyfrowa to świetny sposób na słuchanie ulubionej muzyki bez konieczności kupowania fizycznych nośników.

Oprogramowanie to wygodny sposób kupowania i instalowania programów na komputerze bez konieczności odwiedzania sklepu.

Gry cyfrowe to ekscytujący i zabawny sposób na zabicie czasu bez konieczności kupowania fizycznych kopii gier.

Obrazy cyfrowe to świetny sposób na udekorowanie domu jasnymi i kolorowymi obrazami, które można łatwo i wygodnie zamówić online.

Cyfrowe lekcje wideo to wygodny sposób nauki, który pozwala zdobywać nowe umiejętności i wiedzę w dowolnym miejscu i czasie.

Czasopisma cyfrowe to wygodny sposób na dostęp do interesujących i przydatnych informacji w dogodnym dla siebie czasie i miejscu.