Question

Электрон движется с минимальной скоростью 22,6х10^5 м/с, необходимой для ударной ионизации атома азота. Чему равен результат ионизации этого атома?

Answer 1

Для решения используем формулу средней кинетической энергии движения малекул

$E_k=\frac{m*v^2}{2}$, где m - масса электрона в данном случае $(m_e=9,1*10^{-31} \ Kg)$. Скорость дана, подставляем и вычисляем:

$E_k=\frac{9,1*10^{-31}*(22,6*10^5)^2}{2}=2323,958*10^{-21}\approx2324*10^{-21}$ Дж

Answer 2

Результат ионизации атома азота будет зависеть от энергии, которую получит атом при ударе с электроном. Для ударной ионизации необходимо, чтобы энергия электрона была достаточной для преодоления энергетического порога ионизации атома азота.

Энергия электрона можно вычислить, используя формулу кинетической энергии:

E = (1/2) * m * v^2,

где E - энергия электрона, m - его масса, v - скорость.

Подставим известные значения:

E = (1/2) * (9.1 * 10^-31 кг) * (22.6 * 10^5 м/с)^2.

Выполняя вычисления, получим:

E ≈ 2.91 * 10^-18 Дж.

Теперь можно определить энергетический порог ионизации атома азота. Энергия ионизации атома азота составляет около 14 эВ (электрон-вольт) или примерно 2.24 * 10^-18 Дж.

Так как энергия электрона (2.91 * 10^-18 Дж) превышает энергию ионизации атома азота (2.24 * 10^-18 Дж), ионизация произойдет. Результатом ионизации будет образование иона азота (N^+), который приобретет положительный заряд, а электрон, который инициировал ионизацию, будет отклонен или поглощен атомом азота.