дано:
S = 5 см^2 = 5 * 10^-4 м^2 - площадь поверхности
d = 1 мкм = 1 * 10^-6 м - толщина золота
N_rate = 10^18 атомов/с - количество осаждаемых атомов за 1 с
найти:
t - время, необходимое для осаждения слоя золота толщиной 1 мкм
решение:
1. Найдем объем золота, который нужно осадить:
V = S * d
V = (5 * 10^-4) * (1 * 10^-6)
V = 5 * 10^-10 м^3
2. Теперь найдем массу золота, используя плотность золота:
ρ_ Au = 19300 кг/м^3 - плотность золота
m = V * ρ
m = (5 * 10^-10) * (19300)
m ≈ 9.65 * 10^-6 кг
3. Найдем количество атомов в этом объеме. Молярная масса золота M_Au = 197 г/моль = 0.197 кг/моль.
n = m / M_Au
n = (9.65 * 10^-6) / (0.197)
n ≈ 4.90 * 10^-5 моль
4. Переведем количество молей в количество атомов, используя число Авогадро (Na ≈ 6.022 * 10^23):
N = n * Na
N ≈ (4.90 * 10^-5) * (6.022 * 10^23)
N ≈ 2.95 * 10^19 атомов
5. Теперь найдем время t, необходимое для осаждения этого количества атомов при заданной скорости осаждения:
t = N / N_rate
t = (2.95 * 10^19) / (10^18)
t ≈ 29.5 с
ответ:
Для осаждения слоя золота толщиной 1 мкм потребуется приблизительно 29.5 секунд.