Какое понадобится время, чтобы на поверхность стекла нанести слой серебра толщиной 5 мкм, используя для этого атомарный пучок с концентрацией атомов серебра 1018 м~3, движущихся со скоростью 0,39 км/с? Молярная масса серебра 108 • 10~3 кг/моль, плотность серебра 10 500 кг/м3.
от

1 Ответ

Дано:
1. Толщина слоя серебра (h) = 5 мкм = 5 × 10^-6 м
2. Концентрация атомов серебра (N) = 10^18 атомов/м³
3. Скорость атомов (v) = 0,39 км/с = 390 м/с
4. Молярная масса серебра (M) = 108 × 10^-3 кг/моль
5. Плотность серебра (ρ) = 10 500 кг/м³

Найти:

Время (t), необходимое для нанесения слоя серебра.

Решение:

1. Найдем объем слоя серебра V, который необходимо нанести на поверхность стекла:

V = S * h

где S — площадь поверхности, на которую наносится слой. Мы не знаем S, но оно у нас сократится, так как мы будем использовать его в двух местах.

2. Теперь найдем массу слоя серебра m:

m = ρ * V = ρ * S * h

3. Далее найдем количество атомов в этом слое:

Количество атомов = N * V = N * S * h

4. Также можем выразить массу через количество атомов:

m = (число атомов / NA) * M

где NA — число Авогадро (NA ≈ 6,022 × 10^23 молекул/моль).

5. Приравняем две формулы для массы:

ρ * S * h = (N * S * h / NA) * M

6. Упростим уравнение, сократив S и h (при условии, что они не равны нулю):

ρ = (N / NA) * M

7. Теперь найдем время, используя скорость:

t = h / v

8. Подставим значения:

h = 5 × 10^-6 м
v = 390 м/с

t = (5 × 10^-6 м) / (390 м/с)

t ≈ 1,28 × 10^-8 с

Ответ:
Время, необходимое для нанесения слоя серебра толщиной 5 мкм, составляет примерно 1,28 × 10^-8 секунд.
от