Дано:
Энергия фотона, E = 16 эВ = 16 * 1.6 x 10^-19 Дж
Масса электрона, m = 9.11 x 10^-31 кг
Заряд электрона, e = 1.6 x 10^-19 Кл
Найти:
Скорость электрона вдали от атома водорода после выхода из него
Решение:
Из закона сохранения энергии получаем:
E = K.E. max + |U|
где E - полная энергия системы (фотон+электрон), K.E. max - максимальная кинетическая энергия электрона, |U| - модуль потенциальной энергии связи электрона с атомом
Так как электрон выходит из атома водорода, то его потенциальная энергия равна 0 вдали от атома, следовательно |U| = 0.
Тогда уравнение принимает вид:
E = K.E. max
Кинетическая энергия электрона связана с его скоростью следующим образом:
K.E. = (1/2) * m * v^2
где m - масса электрона, v - скорость электрона
Подставляем известные значения в уравнение сохранения энергии:
16 * 1.6 x 10^-19 = (1/2) * 9.11 x 10^-31 * v^2
Решаем уравнение относительно скорости v:
v^2 = (2 * 16 * 1.6 x 10^-19) / 9.11 x 10^-31
v^2 = 5.568 x 10^12
v = sqrt(5.568 x 10^12)
v ≈ 2.36 x 10^6 м/с
Ответ:
Скорость электрона вдали от атома водорода после выхода из него составляет примерно 2.36 x 10^6 м/с.