Какую дополнительную энергию необходимо сообщить электрону с импульсом 15 кэВ/с (с – скорость света), чтобы его дебройлевская длина волны стала равной 50 нм?
Задача 50325. Подробное решение с краткой записью условия, формул и законов, используемых в решении, выводом расчетной формулы и ответом. Если возникнут вопросы по решению, пишите. Постараюсь помочь.
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу де Бройля:
λ = h / p
где λ - дебройлевская длина волны, h - постоянная Планка, p - импульс электрона.
Из условия задачи известно, что импульс электрона равен 15 кэВ/с. Необходимо найти, какую дополнительную энергию нужно сообщить электрону, чтобы его дебройлевская длина волны стала равной 50 нм.
Для начала необходимо выразить импульс электрона через энергию:
p = √(2mE)
где m - масса электрона, E - энергия.
Таким образом, имеем:
15 кэВ/с = √(2 * 9,11 * 10^-31 * E)
Отсюда находим значение энергии:
E = (15 кэВ/с)^2 / (2 * 9,11 * 10^-31) = 3,061 * 10^-15 Дж
Далее, используя формулу де Бройля, находим начальную дебройлевскую длину волны:
λ₀ = h / p₀ = 6,626 * 10^-34 Дж·с / (√(2 * 9,11 * 10^-31 * 3,061 * 10^-15 Дж)) = 0,122 нм
Найденная дебройлевская длина волны меньше искомой в 50 нм раз, следовательно, необходимо сообщить дополнительную энергию электрону.
Для нахождения дополнительной энергии необходимо подставить в формулу де Бройля искомое значение дебройлевской длины волны λ = 50 нм и найденное значение импульса p₀:
50 нм = 6,626 * 10^-34 Дж·с / p + 6,626 * 10^-34 Дж·с / (√(2 * 9,11 * 10^-31 * 3,061 * 10^-15 Дж))
Решая уравнение относительно p получаем:
p = 1,67 * 10^-24 кг·м/с
Теперь можно найти значение дополнительной энергии:
ΔE = (p^2 - p₀^2) / (2m) = 4,71 * 10^-15 Дж
Итак, чтобы дебройлевская длина волны электрона стала равной 50 нм, необходимо сообщить ему дополнительную энергию 4,71 * 10^-15 Дж.
***
Из имеющегося описания не совсем понятно, что именно требуется описать. Если речь идет о товаре, который нужно описать, то необходимо уточнить, о каком товаре идет речь. Если же речь идет о том, какую дополнительную энергию необходимо сообщить электрону, чтобы он мог выполнять какие-то функции, то ответ зависит от конкретной ситуации.
Например, если речь идет о зарядке батареи, то необходимо сообщить достаточное количество энергии, чтобы зарядить батарею до нужного уровня. Если речь идет о функционировании электронного устройства, то необходимо обеспечить достаточный уровень напряжения и тока, чтобы устройство могло работать в нужном режиме.
В целом, для каждого конкретного случая требуется провести расчеты и определить, какую дополнительную энергию нужно сообщить электрону.
***
Электронные книги - это удобный и экологичный способ чтения, который позволяет с легкостью хранить и читать большое количество книг.
Цифровая музыка - это прекрасный способ наслаждаться любимой музыкой без необходимости покупки физических носителей.
Программное обеспечение - это удобный способ приобретения и установки программ на компьютер без необходимости посещения магазина.
Цифровые игры - это захватывающий и увлекательный способ провести время, который не требует покупки физических копий игр.
Цифровые картины - это прекрасный способ украсить свой дом яркими и красочными картинами, которые можно легко и удобно заказать онлайн.
Цифровые видеоуроки - это удобный способ обучения, который позволяет изучать новые навыки и знания в любое время и в любом месте.
Цифровые журналы - это удобный способ получать доступ к интересной и полезной информации в удобное для вас время и место.