Question

какой должна быть минимальная скорость электрона для ионизации молекулы газа ,если энергия ее ионизации равна 45эВ (Me=9*10^-31кг)(1эВ=1,6*10^-19 Дж)​

Answer 1

Відповідь:

Для ионизации молекулы газа нужно преодолеть её энергию ионизации. Энергия ионизации (E) определяется как кинетическая энергия электрона (K) плюс его потенциальная энергия (U) в электрическом поле молекулы газа:

E = K + U.

Так как электрон заряжен отрицательно, а молекула газа заряжена положительно, то потенциальная энергия электрона в поле молекулы газа равна отрицательной величине, и её можно записать как:

U = -e * V,

где e - заряд электрона (приблизительно равен 1,6 * 10^-19 Кл),

V - потенциал ионизации молекулы газа (45 эВ в данном случае).

Таким образом, уравнение для энергии ионизации примет вид:

E = K - e * V.

Для того чтобы электрон ионизировал молекулу газа, его кинетическая энергия (K) должна быть не меньше, чем энергия ионизации (E).

K ≥ E,

K ≥ e * V.

Минимальная кинетическая энергия (K) электрона для ионизации молекулы газа будет равна энергии ионизации (E):

K = e * V.

Теперь подставим известные значения:

e = 1,6 * 10^-19 Кл,

V = 45 эВ = 45 * 1,6 * 10^-19 Дж.

K = 1,6 * 10^-19 Кл * 45 * 1,6 * 10^-19 Дж ≈ 7,2 * 10^-18 Дж.

Теперь, используя формулу кинетической энергии электрона:

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

где m - масса электрона (9 * 10^-31 кг в данном случае),

v - скорость электрона.

Мы можем решить это уравнение относительно v:

v^2 = 2 * K / m,

v = √(2 * K / m).

Теперь, подставим значения и рассчитаем скорость электрона:

v = √(2 * 7,2 * 10^-18 Дж / 9 * 10^-31 кг) ≈ √(1,6 * 10^13 м^2/с^2) ≈ 4 * 10^6 м/с.

Таким образом, минимальная скорость электрона для ионизации молекулы газа составляет приблизительно 4 * 10^6 м/с.

Пояснення:

Answer 2

Минимальная скорость электрона для ионизации молекулы газа можно определить из условия, когда его кинетическая энергия равна или больше энергии ионизации молекулы.

Известно, что кинетическая энергия электрона можно выразить через его массу и скорость по формуле:
E_k = (1/2) * m * v^2,

где E_k - кинетическая энергия электрона, m - масса электрона, v - скорость электрона.

Также известно, что энергия ионизации молекулы газа равна 45 эВ. Переведем это значение в джоули, учитывая что 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж:
E_i = 45 эВ * 1,6 * 10^-19 Дж/эВ = 72 * 10^-19 Дж.

Подставим известные значения в формулу для кинетической энергии электрона и выразим скорость:
E_k = E_i,
(1/2) * m * v^2 = 72 * 10^-19 Дж,
(v^2) = (72 * 10^-19 Дж) / ( (1/2) * m),

Подставим значение массы электрона m = 9 * 10^-31 кг в килограммах:
(v^2) = (72 * 10^-19 Дж) / ( (1/2) * (9 * 10^-31 кг) ),
(v^2) = (72 * 10^-19) / (4.5 * 10^-31),
(v^2) = 16 * 10^12,
v = sqrt(16 * 10^12) м/c.

Таким образом, минимальная скорость электрона для ионизации молекулы газа равна sqrt(16 * 10^12) м/c.

Answer 3

Для ионизации молекулы газа необходимо, чтобы энергия электрона была больше или равна энергии ионизации молекулы.

Энергия электрона E может быть выражена через его кинетическую энергию K и массу m следующей формулой: E = K = (1/2) * m * v^2, где v - скорость электрона.

Следовательно, чтобы найти минимальную скорость электрона для ионизации молекулы газа, необходимо решить следующее уравнение:

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

45 эВ = (1/2) * (9 * 10^-31 кг) * v^2

Переведем энергию ионизации в джоули:

45 эВ * (1,6 * 10^-19 Дж/эВ) = 7,2 * 10^-18 Дж

Теперь подставим полученные значения в уравнение:

7,2 * 10^-18 Дж = (1/2) * (9 * 10^-31 кг) * v^2

Решая это уравнение, найдем скорость электрона:

v^2 = (7,2 * 10^-18 Дж) / ((1/2) * (9 * 10^-31 кг))

v^2 = 8 * 10^12 (м^2/с^2)

v = √(8 * 10^12 (м^2/с^2))

v ≈ 2,83 * 10^6 м/с

Таким образом, минимальная скорость электрона для ионизации молекулы газа составляет около 2,83 * 10^6 м/с.