Электрон движется по окружности со скоростью 10^6м/с в однородном магнитном поле с индукцией 0,01тл.определите силу,действующая на электрон,и радиус окружности.
Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу работы выхода электрона и энергии фотона.
Формула работы выхода электрона из металла:
W = hf
где:
W - работа выхода электрона из металла (3,02*10^19 Дж),
h - постоянная Планка (6,63*10^-34 Дж·с),
f - частота света, связанная с энергией фотона (неизвестная величина).
Мы знаем энергию фотона и хотим найти задерживающую разность потенциалов (неизвестная величина), поэтому нам нужно выразить частоту света через известные значения и подставить их в формулу работы выхода электрона.
Энергия фотона связана с частотой света следующей формулой:
E = hf
где:
E - энергия фотона (9,06*10^-19 Дж),
h - постоянная Планка (6,63*10^-34 Дж·с),
f - частота света (неизвестная величина).
Из этой формулы можно выразить частоту света:
f = E/h
Подставим известные значения:
f = (9,06*10^-19 Дж) / (6,63*10^-34 Дж·с)
f ≈ 1,37*10^15 Гц
Теперь мы можем использовать полученное значение частоты света и подставить его в формулу работы выхода электрона:
W = hf
3,02*10^19 Дж = (1,37*10^15 Гц) * h
Теперь найдем неизвестную задерживающую разность потенциалов:
h ≈ 3,02*10^19 Дж / (1,37*10^15 Гц)
h ≈ 2,20 В
Таким образом, задерживающая разность потенциалов в данном случае будет примерно равна 2,20 В.
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.
Для начала, нам нужно определить количество вещества кислорода (n). Мы можем использовать массу и молярную массу, чтобы найти количество вещества:
n = масса / молярная масса.
n = 128 г / 0,032 кг/моль = 4000 моль.
Теперь, мы можем использовать полученное количество вещества и уравнение состояния идеального газа, чтобы найти температуру кислорода. Для удобства, нам необходимо преобразовать единицы объема.
V = 2 л = 2 * (10^-3) м^3.
Мы также знаем, что универсальная газовая постоянная R = 8,314 Дж/(моль К).
Теперь, мы можем подставить известные значения в уравнение состояния идеального газа:
F = e*V*B = 1,6*10⁻¹⁹*1*10⁶*0,01 = 1,6*10 ⁻¹⁵ Н
Но сила Лоренца является и центростремительной силой
F = m*V²/R
Отсюда радиус окружности
R = m*V² / F = 9,11*10⁻³¹*(1*10⁶)² / 1,6*10⁻¹⁵ ≈ 0,00057 м или 0,57 мм