При какой температуре атом гелия будет иметь кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы ударом возбудить атом другого химического элемента, излучающего фотоны с длиной волны 0,63 мкм?

15 Ноя 2021 в 19:42
80 +1
0
Ответы
1

Для того чтобы атом гелия имел кинетическую энергию достаточную для удара, необходимо учесть закон сохранения энергии. Кинетическая энергия атома гелия равна энергии фотона, излучаемого другим атомом при его возбуждении.

Энергия фотона можно выразить через формулу:

E = h * c / λ,

где:
E - энергия фотона,
h - постоянная Планка (6,63 10^-34 Джс),
c - скорость света (3 10^8 м/с),
λ - длина волны фотона (0,63 мкм = 0,63 10^-6 м).

Подставляем значения и находим энергию фотона:

E = 6,63 10^-34 3 10^8 / 0,63 10^-6 ≈ 3,15 * 10^-19 Дж.

Теперь найдем температуру, при которой атом гелия будет иметь кинетическую энергию, равную энергии фотона. Для этого воспользуемся формулой кинетической энергии:

E_k = 1/2 m v^2,

где:
E_k - кинетическая энергия атома гелия,
m - масса атома гелия (4 1,67 10^-27 кг),
v - скорость атома гелия.

При равенстве кинетической энергии и энергии фотона:

1/2 m v^2 = 3,15 * 10^-19.

Найдем скорость атома гелия:

v = sqrt(2 3,15 10^-19 / 4 1,67 10^-27) ≈ 5615 м/с.

Теперь найдем температуру, при которой атом гелия будет иметь такую скорость. Для этого воспользуемся формулой среднеквадратичной скорости молекул идеального газа:

v = sqrt(3 k T / m),

где:
k - постоянная Больцмана (1,38 * 10^-23 Дж/К),
T - температура,

Подставляем значения и находим температуру:

5615 = sqrt(3 1,38 10^-23 T / 4 1,67 * 10^-27).

Решив уравнение, получаем:

T ≈ 16 000 K.

Итак, при температуре около 16 000 K атом гелия будет иметь кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы ударом возбудить атом другого химического элемента, излучающего фотоны с длиной волны 0,63 мкм.

17 Апр в 08:44
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Бесплатные доработки
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 94 757 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут
Прямой эфир