В
Все
М
Математика
О
ОБЖ
У
Українська мова
Д
Другие предметы
Х
Химия
М
Музыка
Н
Немецкий язык
Б
Беларуская мова
Э
Экономика
Ф
Физика
Б
Биология
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
У
Українська література
Ф
Французский язык
П
Психология
А
Алгебра
О
Обществознание
М
МХК
В
Видео-ответы
Г
География
П
Право
Г
Геометрия
А
Английский язык
И
Информатика
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
И
История
SekretKtoYa
SekretKtoYa
15.05.2020 10:10 •  Физика

Определить максимальную энергию и максимальную скорость электронов в алюминии при T = 0 K, считая, что на каждый атом алюминия приходится по три свободных электрона. Плотность алюминия ρ = 2, 69·10 кг/м3, молярная масса M = 27·10-3 кг/м3. Энергия Ферми EF (0) = h22m 3 8n π2/3.

Показать ответ
Ответ:
boriskina2006
boriskina2006
09.01.2024 15:35
Добрый день, ученик! Давайте решим вашу задачу постепенно.

Вам дано, что на каждый атом алюминия приходится по три свободных электрона. Для начала, нам необходимо определить количество атомов алюминия в единице объема. Для этого воспользуемся формулой:

N = ρ/M,

где N - количество атомов в единице объема, ρ - плотность алюминия, M - молярная масса алюминия.

Подставляя значения, получаем:

N = (2,69·10 кг/м3) / (27·10-3 кг/м3) = 100 м-3.

Теперь, когда мы знаем количество атомов алюминия в единице объема, мы можем определить максимальную энергию электронов в алюминии при T = 0 К, используя формулу энергии Ферми EF(0):

EF(0) = (h^2/2m) * (3π^2N/V)^(2/3),

где EF(0) - максимальная энергия электронов при T = 0 К, h - постоянная Планка, m - масса электрона, N - количество атомов алюминия в единице объема, V - объем данной единицы.

Так как мы рассматриваем алюминий, у которого на каждый атом приходится три свободных электрона, V будет равно объему, занимаемому одним электроном, то есть:

V = (1/3) * (1/N) = (1/3) * (1/(100 м-3)) = 1/(300 м-3) = 3.33·10-3 м3.

Здесь мы делаем предположение, что электроны не взаимодействуют друг с другом и их объем примерно равен объему, занимаемому атомом алюминия.

Подставляя значения, получаем:

EF(0) = (6.63*10^(-34) Дж·с)^2 / (2 * 9.1*10^(-31) кг) * (3π^2 * 100 м-3 / 3.33·10^(-3) м3)^(2/3) ≈ 1.66·10^(-19) Дж.

Теперь давайте найдем максимальную скорость электронов в алюминии при T = 0 К. Для этого воспользуемся формулой связи энергии и скорости электронов:

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

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

Подставляя значения, получаем:

v = √(2 * E / m) = √(2 * 1.66·10^(-19) Дж / 9.1*10^(-31) кг) ≈ 1.57·10^6 м/с.

Таким образом, максимальная энергия электронов в алюминии при T = 0 К составляет примерно 1.66·10^(-19) Дж, а максимальная скорость электронов - примерно 1.57·10^6 м/с.

Надеюсь, моё подробное объяснение помогло вам понять решение данной задачи. Если у вас остались какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!
0,0(0 оценок)
Ответ:
sonyavolkova26
sonyavolkova26
11.01.2021 19:06

чесно я не знаю ну наверное 54

0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси ai-бота