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:
К источнику тока подсоединен реостат, являющийся полезной нагрузкой. Нам нужно узнать как изменится КПД источника тока при увеличении сопротивления реостата. Источник тока выдает во внешнюю цепь постоянный ток , не зависящий от внешнего сопротивления ( в отличии от источника напряжения, у которого напряжение на внешнюю цепь постоянно ) Источник тока обладает внутренним сопротивлением r , зависящим только от его устройства. Сопротивление внешней цепи ( реостата ) R Ток I - у источника тока от нагрузки не зависит.
Полезная мощность I^2*R Полная мощность I^2*(R+r) КПД = R/(R+r) при увеличении R - КПД источника тока ВОЗРАСТАЕТ.
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
Источник тока выдает во внешнюю цепь постоянный ток , не зависящий от внешнего сопротивления ( в отличии от источника напряжения, у которого напряжение на внешнюю цепь постоянно )
Источник тока обладает внутренним сопротивлением r , зависящим только от его устройства.
Сопротивление внешней цепи ( реостата ) R
Ток I - у источника тока от нагрузки не зависит.
Полезная мощность I^2*R
Полная мощность I^2*(R+r)
КПД = R/(R+r)
при увеличении R - КПД источника тока ВОЗРАСТАЕТ.