2. Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов 100 В, имеет длину волны де Бройля 0,0302 А. Найти массу этой частицы, если известно, что ее заряд численно равен заряду электрон
Длина волны де Бройля связана с импульсом частицы следующим образом:
λ = h / p,
где λ - длина волны де Бройля, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 м^2 кг / с), p - импульс частицы.
Так как импульс частицы равен mv, где m - масса частицы, v - скорость частицы, а известно, что частица ускорена разностью потенциалов 100 В, то импульс частицы можно выразить следующим образом:
p = ev,
где e - заряд частицы, v - разность потенциалов.
Также, так как заряд частицы равен заряду электрона (e = -1.602176634 × 10^-19 Кл), то импульс можно переписать как:
p = -1.6 × 10^-19 V,
где V - разность потенциалов.
Теперь мы можем использовать формулу де Бройля для нахождения массы частицы:
λ = h / (ev)
0.0302 × 10^-10 м = 6.62607015 × 10^-34 м^2 кг / с / (-1.6 × 10^-19 V * v)
Отсюда можем найти скорость v:
v = 5.213 × 10^6 м/с
Примем, что скорость электрона к достаточно близка с скоростью света, скорость света равна 2.9979 × 10^8 м/с. Поэтому, v найдено для электрона.
Теперь можем найти массу частицы:
p = mv -m 1.6 × 10^-19 = m 5.213 × 10^6,
Отсюда получаем, что масса частицы равна 3.06 × 10^-31 кг.
Длина волны де Бройля связана с импульсом частицы следующим образом:
λ = h / p,
где λ - длина волны де Бройля, h - постоянная Планка (6.62607015 × 10^-34 м^2 кг / с), p - импульс частицы.
Так как импульс частицы равен mv, где m - масса частицы, v - скорость частицы, а известно, что частица ускорена разностью потенциалов 100 В, то импульс частицы можно выразить следующим образом:
p = ev,
где e - заряд частицы, v - разность потенциалов.
Также, так как заряд частицы равен заряду электрона (e = -1.602176634 × 10^-19 Кл), то импульс можно переписать как:
p = -1.6 × 10^-19 V,
где V - разность потенциалов.
Теперь мы можем использовать формулу де Бройля для нахождения массы частицы:
λ = h / (ev)
0.0302 × 10^-10 м = 6.62607015 × 10^-34 м^2 кг / с / (-1.6 × 10^-19 V * v)
Отсюда можем найти скорость v:
v = 5.213 × 10^6 м/с
Примем, что скорость электрона к достаточно близка с скоростью света, скорость света равна 2.9979 × 10^8 м/с. Поэтому, v найдено для электрона.
Теперь можем найти массу частицы:
p = mv
-m 1.6 × 10^-19 = m 5.213 × 10^6,
Отсюда получаем, что масса частицы равна 3.06 × 10^-31 кг.