Вопрос школьника
При освещении гелия рентгеновскими лучами с длиной волны 10-10 м происходит ионизация гелия. Зная, что энергия ионизации гелия равна 24,5 эВ, определите скорость электрона, покидающего атом гелия. Начальной кинетической энергией электрона можно пренебречь
Ответ от учителя
При освещении гелия рентгеновскими лучами с длиной волны 10-10 м происходит ионизация гелия. Это означает, что электрон в атоме гелия получает достаточно энергии от рентгеновских лучей, чтобы покинуть атом.
Энергия ионизации гелия равна 24,5 эВ. Это означает, что для того, чтобы электрон покинул атом гелия, ему нужно получить энергию, равную 24,5 эВ.
Скорость электрона, покидающего атом гелия, можно определить, используя закон сохранения энергии. При ионизации гелия энергия рентгеновских лучей переходит на электрон, который покидает атом. Таким образом, энергия электрона, покидающего атом, равна энергии рентгеновских лучей, которые были поглощены атомом гелия.
Энергия рентгеновских лучей, соответствующих длине волны 10-10 м, можно определить, используя формулу:
E = hc/λ,
где E — энергия фотона, h — постоянная Планка, c — скорость света, λ — длина волны.
Подставляя значения, получаем:
E = (6,626 x 10^-34 Дж x с) x (3 x 10^8 м/с) / (10^-10 м) = 1,986 x 10^-15 Дж.
Это и есть энергия, которую получает электрон при ионизации гелия.
Скорость электрона можно определить, используя формулу для кинетической энергии:
E = (1/2)mv^2,
где E — энергия, m — масса электрона, v — скорость электрона.
Подставляя значения, получаем:
1,986 x 10^-15 Дж = (1/2) x (9,109 x 10^-31 кг) x v^2.
Отсюда:
v = √(2 x 1,986 x 10^-15 Дж / 9,109 x 10^-31 кг) = 1,23 x 10^7 м/с.
Таким образом, скорость электрона, покидающего атом гелия при ионизации рентгеновскими лучами с длиной волны 10-10 м, равна 1,23 x 10^7 м/с.
