Определите, какую разность потенциалов должен пройти протон из состояния покоя, чтобы его кинетическая энергия была в два раза больше энергии фотона видимого света, частота которого ν = 6,0 · 1014 Гц
от

1 Ответ

Дано:
- частота света ν = 6,0 · 10^14 Гц
- масса протона m_p ≈ 1,67 · 10^(-27) кг (для расчета кинетической энергии)

Найти: разность потенциалов ΔU, необходимую для достижения заданной кинетической энергии.

Решение:

1. Сначала найдем энергию одного фотона E_photon с помощью формулы:

E_photon = h * ν,

где h - постоянная Планка (h ≈ 6,626 × 10^(-34) Дж·с).

2. Подставим значения:

E_photon = (6,626 × 10^(-34) Дж·с) * (6,0 · 10^14 Гц) = 3,976 × 10^(-19) Дж.

3. Теперь найдем необходимую кинетическую энергию K протона, которая должна быть в два раза больше энергии фотона:

K = 2 * E_photon.

4. Подставим значения:

K = 2 * (3,976 × 10^(-19) Дж) = 7,952 × 10^(-19) Дж.

5. Кинетическая энергия K протона также может быть выражена через разность потенциалов ΔU:

K = q * ΔU,

где q - заряд протона (q ≈ 1,6 × 10^(-19) Кл).

6. Из этого уравнения мы можем выразить ΔU:

ΔU = K / q.

7. Подставим известные значения:

ΔU = (7,952 × 10^(-19) Дж) / (1,6 × 10^(-19) Кл).

8. Вычислим разность потенциалов ΔU:

ΔU ≈ 4,97 В.

Ответ: разность потенциалов ΔU ≈ 4,97 В.
от