Вопрос школьника
Для однократной ионизации атома неона требуется энергии 21,6 эВ, для двухкратной ионизации—41 эВ, для трехкратной —64 эВ. Какую степень ионизации можно получить, облучая неон рентгеновскими лучами, наименьшая длина волны которых равна 25 нм?
Ответ от учителя
Для определения степени ионизации неона при облучении рентгеновскими лучами необходимо вычислить энергию фотона, которая равна:
E = hc/λ,
где h — постоянная Планка, c — скорость света, λ — длина волны.
Подставляя значения, получаем:
E = (6,626 × 10^-34 Дж·с × 3 × 10^8 м/с) / (25 × 10^-9 м) = 2,51 × 10^-15 Дж.
Для определения степени ионизации неона необходимо сравнить энергию фотона с энергией ионизации атома неона. Если энергия фотона больше энергии ионизации, то происходит ионизация атома.
Для однократной ионизации атома неона требуется энергии 21,6 эВ, что равно 3,46 × 10^-18 Дж. Следовательно, энергия фотона, необходимая для однократной ионизации, должна быть больше 3,46 × 10^-18 Дж.
Для двухкратной ионизации атома неона требуется энергии 41 эВ, что равно 6,57 × 10^-18 Дж. Следовательно, энергия фотона, необходимая для двухкратной ионизации, должна быть больше 6,57 × 10^-18 Дж.
Для трехкратной ионизации атома неона требуется энергии 64 эВ, что равно 1,03 × 10^-17 Дж. Следовательно, энергия фотона, необходимая для трехкратной ионизации, должна быть больше 1,03 × 10^-17 Дж.
Таким образом, при облучении неона рентгеновскими лучами с длиной волны 25 нм можно получить однократную и двухкратную ионизацию, но нельзя получить трехкратную ионизацию, так как энергия фотона (2,51 × 10^-15 Дж) меньше энергии, необходимой для трехкратной ионизации (1,03 × 10^-17 Дж).
