Определить максимальную энергию (в эВ), которой могут обладать свободные электроны в металле при абсолютном нуле. Принять, что на каждый атом металла приходится по одному электрону. Массовое число металла равно 57, а плотность металла равна 8843 кг/куб.м.
ДАНО:
A=57;
ρ=8843кгм3.
Найти:Emax−?
Массовое число металла показывает во сколько раз масса его атома больше атомной единицы массы, приблизительно равной массе протона:
m0=A⋅mρ;
Масса некоторой части металла, в которой находятся N электронов (а значит и атомов - по условию) равна:
m=N⋅m0;
а их концентрация:
n=NV=Nm⋅ρ=N⋅ρN⋅A⋅mρ=ρA⋅mρ;
Максимальной энергией электроны обладают на уровне Ферми, определяемом формулой:
Энергия Солнца используется растениями для фотосинтеза, следовательно мы не задыхаемся в атмосфере углекислого газа именно благодаря энергии Солнца. Нефть, уголь - это претерпевшие изменения в определенных условиях органические материалы. А органика растет именно благодаря солнечной энергии. Следовательно, вся современная техника, электростанции, использующие горючие органические материалы (в том числе и дрова) работают благодаря солнечной энергии. Более того, Солнце определяет климат на Земле - значит все ветряные станции и мельницы тоже используют энергию Солнца. Солнце (и Луна) является причиной приливов, значит и приливные станции используют энергию Солнца. Летом на даче, многие для душа используют воду, которая нагревается солнечными лучами. Все это в какой-то степени косвенное использование. После изобретения полупроводниковых приборов были изобретены солнечные элементы, непосредственно превращающие солнечную энергию в электричество. Это открыло новую эру в использовании солнечной энергии. Во многих странах, особенно в тех, где много солнечных дней в году, возводятся такие станции. Есть некоторые технические трудности, но они преодолимы и будущее именно за альтернативной энергетикой, которая кроме дешевизны имеет еще одно несомненное преимущество - оно не наносит вреда экологии.
Определить максимальную энергию (в эВ), которой могут обладать свободные электроны в металле при абсолютном нуле. Принять, что на каждый атом металла приходится по одному электрону. Массовое число металла равно 57, а плотность металла равна 8843 кг/куб.м.
ДАНО:
A=57;
ρ=8843кгм3.
Найти:Emax−?
Массовое число металла показывает во сколько раз масса его атома больше атомной единицы массы, приблизительно равной массе протона:
m0=A⋅mρ;
Масса некоторой части металла, в которой находятся N электронов (а значит и атомов - по условию) равна:
m=N⋅m0;
а их концентрация:
n=NV=Nm⋅ρ=N⋅ρN⋅A⋅mρ=ρA⋅mρ;
Максимальной энергией электроны обладают на уровне Ферми, определяемом формулой:
EF=h22⋅me⋅(3⋅n8⋅π)23;
Тогда:
EF=h22⋅me⋅(3⋅ρ8⋅π⋅A⋅mρ)23;
подставив числовые значения, получим ответ:
Emax=7.475эВ.
Чем смог
Энергия Солнца используется растениями для фотосинтеза, следовательно мы не задыхаемся в атмосфере углекислого газа именно благодаря энергии Солнца. Нефть, уголь - это претерпевшие изменения в определенных условиях органические материалы. А органика растет именно благодаря солнечной энергии. Следовательно, вся современная техника, электростанции, использующие горючие органические материалы (в том числе и дрова) работают благодаря солнечной энергии. Более того, Солнце определяет климат на Земле - значит все ветряные станции и мельницы тоже используют энергию Солнца. Солнце (и Луна) является причиной приливов, значит и приливные станции используют энергию Солнца. Летом на даче, многие для душа используют воду, которая нагревается солнечными лучами. Все это в какой-то степени косвенное использование. После изобретения полупроводниковых приборов были изобретены солнечные элементы, непосредственно превращающие солнечную энергию в электричество. Это открыло новую эру в использовании солнечной энергии. Во многих странах, особенно в тех, где много солнечных дней в году, возводятся такие станции. Есть некоторые технические трудности, но они преодолимы и будущее именно за альтернативной энергетикой, которая кроме дешевизны имеет еще одно несомненное преимущество - оно не наносит вреда экологии.
Примерно так.