Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 29. 12. 2019 16:28

Ravda
Příspěvky: 28
Pozice: Student
Reputace:   
 

Rychlost elektronu uvolněném při fotoefektu

Dobrý den,

prosím o nasměrování, kde v následujícím výpočtu dělám chybu:

Vypočtěte rychlost elektronu uvolněného z elektronového obalu atomu při fotoefektu, jestliže výstupní práce je 30eV a vlnová délka rtg záření je 1,23 pm! Uvažujte relativistickou změnu hmotnosti.

Uvažoval jsem následovně:
1) spočítám si energii rtg záření, kterou do el. obalu dodávám:
$E = h\cdot \nu =h\cdot \frac{c}{\lambda } = 6,63\cdot 10^{-34}\cdot \frac{3\cdot 10^{8}}{1,23\cdot 10^{-12}} =1,617\cdot 10^{-13} J
$
2) od této energie odečtu energii spotřebovanou na uvolnění elektronu z obalu (tj. výstupní práci):
$h\cdot v-W=1,617\cdot 10^{-13}-(30\cdot 1,602\cdot 10^{-19})=1,616952\cdot 10^{-13} J
$

3) tedy většinu energie předám na elektron, ten získá kinetickou energii:
$E = \frac{1}{2}mv^{2}$

4) vyjádřím v:
$v = \sqrt{\frac{2E}{m}}$

5) Podstata mého dotazu: uvažujte relativistickou hmotnost? Postupoval jsem takto (s ohledem na známé veličiny):
$E = mc^{2}$

$m = \frac{E}{c^{2}} = \frac{1,616952\cdot 10^{-13}}{(3\cdot 10^{8})^{2}}=1,79661\cdot 10^{-30}kg$

relativistická hmotnost vyšla poměrně dost větší než klidová hmotnost elektronu, proto očekávám, že rychlost elektronu bude nepříliš rozdílná od c.

6) Dosazuji do 4) vypočtenou relativistickou hmotnost:
$v = \sqrt{\frac{2\cdot 1,616952\cdot 10^{-13}}{1,79661\cdot 10^{-30}}}= 4,24 \cdot  10^{8} m/s$

Výsledek je evidentně nesmyslný, uvedené řešení je 2,58*10^8 m/s. Zkoušel jsem se dopočítat hmotnosti z uvedeného řešení, dostal jsem se přes vzorec pro výpočet kinetické energie k výsledku m=4,859*10^-30 kg.

Za každý nápad děkuji.

Offline

 

#2 29. 12. 2019 16:34

LukasM
Příspěvky: 3274
Reputace:   193 
 

Re: Rychlost elektronu uvolněném při fotoefektu

↑ Ravda:
To je proste. Vztah 3) neni relativisticky a neda se opravit tim, sa se tam dosadi "relativisticka hmotnost". Bude potreba pouzit obecnejsi vztah pro kinetickou energii.
Jinak pozor, E ve vztahu 5) znaci celkovou energii, ne kinetickou - pokud to dobre chapu, tak to nerozlisujes.

Offline

 

#3 29. 12. 2019 16:58

Ravda
Příspěvky: 28
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Rychlost elektronu uvolněném při fotoefektu

Děkuji, už mi to vyšlo.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson