Для решения этой задачи, нужно учесть основные принципы энергетических состояний атома водорода и использовать известную формулу:
E = -13.6 эВ * ( Z^2 / n^2 ),
где E - энергия электрона, -13.6 эВ - энергия основного состояния водородного атома, Z - заряд ядра (в случае водорода, Z=1), n - главное квантовое число, которое определяет уровень энергии.
Поскольку энергия электрона изменилась, нам нужно найти изменение энергии (ΔE), используя данную формулу:
ΔE = E_начальное - E_конечное,
где E_начальное - начальная энергия электрона, E_конечное - конечная энергия электрона.
Начальная энергия электрона равна -13.6 эВ, а конечная энергия электрона может быть найдена путем сложения начальной энергии и энергии поглощенного кванта света:
E_конечное = E_начальное + E_поглощенный,
где E_поглощенный - энергия поглощенного кванта света, в данном случае 10.2 эВ.
Для решения данной задачи, мы воспользуемся формулой давления:
Давление = Сила / Площадь
В данном случае нам дана сила нажатия, которая равна 8,48 Н, и площадь острия иголки, которая равна 0,00053 мм2. Однако, чтобы производить дальнейшие вычисления нам нужно перевести площадь в единицы измерения, которые будут согласованы с единицей измерения силы.
1 мм2 = 0,000001 м2
Следовательно, площадь острия иголки в м2 будет равна:
Так как длинное число может быть неудобным для использования, давление удобнее представить в научной форме записи, а именно в виде числа, умноженного на 10 в нужной степени. В нашем случае, для получения такой формы записи, необходимо разделить значение давления на 10^n, где n - число нулей в числе 8,48. В данном случае n равно 1, так как есть 1 ноль.
Давление = 8,48 Н / (0,00000000053 м2 / 10^1)
Поделим числа с плавающей запятой:
Давление = 8,48 Н * 10 / 0,00000000053 м2
Преобразуем деление в умножение, инвертировав дробь:
Давление = 8,48 Н * 10 * 1/0,00000000053 м2
Выполним умножение:
Давление = 84,8 / 0,00000000053 м2
Теперь необходимо поделить два числа. Однако, у числа 0,00000000053 у нас нет в наличии степени 10, а следовательно цифр до и после запятой должно быть одинаковое количество. Мы можем переместить запятую вправо на 11 разрядов, и тогда значение м2 изменится на 10^11.
Давление = 84,8 / (0,00000000053 м2 * 10^11)
Теперь у нас есть деление, которое можно преобразовать в умножение, инвертировав дробь:
Давление = 84,8 * 1 / (0,00000000053 м2 * 10^11)
Возведение 10 в степени 11 приведет к перемещению десятичной точки на 11 разрядов вправо:
Давление = 84,8 * 1 / 0,000000053 м2
Выполним деление, помещая запятую в результате два разряда левее от тех, что находятся в делимом числе:
Давление = 84,8 * 10^2 / 0,000000053 м2
Поделим числа с плавающей запятой:
Давление = 8480 / 0,000000053 м2
Наконец, выполним деление:
Давление = 160 000 000 Па
Таким образом, давление, с которым игла оказывает воздействие на ткань, равно 160 000 000 Па или 160 Мпа.
