Дано:
Разность потенциалов (V) = 200 В
Длина волны де Бройля (λ) = 2.03 пм = 2.03 × 10^-12 м
Найти:
Массу протона.
Решение с расчетом:
Используем формулу де Бройля, связывающую импульс частицы с её длиной волны: p = h / λ, где p - импульс, h - постоянная Планка, λ - длина волны.
Также из классической физики мы знаем, что разность потенциалов (V) может быть выражена через изменение кинетической энергии частицы: eV = K.E., где e - заряд электрона.
Следовательно, можно записать: p = √(2mK.E.), где m - масса частицы, K.E. - кинетическая энергия частицы.
Переходим от импульса к энергии: p = h / λ = √(2mK.E.)
Из этого уравнения можно выразить K.E.: K.E. = (h^2) / (2mλ^2)
Подставляем известные значения и решаем: K.E. = (6.626×10^-34)^2 / (2 * m * (2.03×10^-12)^2)
Обратите внимание, что заряд протона равен электронному заряду, но со знаком "+", и его значение равно 1.6*10^-19 Кл.
Теперь можем выразить K.E. как eV и подставить все известные значения и решить уравнение.
После нахождения K.E. используем это значение для нахождения массы протона: m = (6.626×10^-34)^2 / (2 * e * V * (2.03×10^-12)^2)
Решив это уравнение, получим: m ≈ 1.67×10^-27 кг.
Ответ:
Масса протона составляет примерно 1.67×10^-27 кг.