Определить максимальную энергию (в эВ), которой могут обладать свободные электроны в металле при абсолютном нуле. Принять, что на каждый атом металла приходится по одному электрону. Массовое число металла равно 57, а плотность металла равна 8843 кг/куб.м.
ДАНО:
A=57;
ρ=8843кгм3.
Найти:Emax−?
Массовое число металла показывает во сколько раз масса его атома больше атомной единицы массы, приблизительно равной массе протона:
m0=A⋅mρ;
Масса некоторой части металла, в которой находятся N электронов (а значит и атомов - по условию) равна:
m=N⋅m0;
а их концентрация:
n=NV=Nm⋅ρ=N⋅ρN⋅A⋅mρ=ρA⋅mρ;
Максимальной энергией электроны обладают на уровне Ферми, определяемом формулой:
1.Какую работу совершает электрическое поле при перемещении заряда 5,4 10^7 Кл, если напряжение 220 B? A=qU=5,4 10^7 * 220 = 1188*10^7 Джю 2.Какой заряд через поперечное сечение проводника за 5 мин, если сила тока в цепи 2,5 A? q=It=2,5*5*60=660 Кл. 3.С какой силой взаимодействуют два заряда по 10нКл каждый, находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга? F=kq*q/r². F=9*10^9*(10*10^-9)²/(3*10^-2)²=10^-3 Н. 4.По проводнику сопротивлением 20 Ом.За 5 мин заряд 300 Кл.
Что нужно сделать? 5.Определить работу электрического тока при силе тока 5,5 A, если сопротивление потребителя 1200 Ом.И он работал 30 с.Вычислить потребляемую им мощность. A=I²Rt=5,5²*1200*30=1089000 Дж≈1,1 МДж. 6.Луч падает на поверхность под углом 40 град. Под каким углом должен упасть луч на поверхность стекла,чтобы угол преломления оказался таким же? Условие не корректно.
7.Какое кол-во (количество) теплоты необходимо,чтобы нагреть воду массой 2 г от 20 град C до 100 град C ? ( с=2400 Дж/кг град. С) Q=cmΔt=0,002*4200*80=672 Дж. 8.Какой заряд через поперечное сечение проводника за 5 мин, если сила тока в цепи 2,5 A? q=It=2,5*5*60=660 Кл. 9.Напряжение на участке цепи 180 B какой заряд перемещает поле, если оно совершает работу 360 кДж? U=A/q, q=A/U=360000/180=2000 Кл. 10.Какова ЭДС источника тока, если стрононние силы совершают работу 580 Дж по перемещению заряда 3 10^-7 Кл? E=A/q=580/(3*10^-7) = 199*10^7 В≈ 2*10^9 В. (Разве так может быть? Проверьте условие.)
Определить максимальную энергию (в эВ), которой могут обладать свободные электроны в металле при абсолютном нуле. Принять, что на каждый атом металла приходится по одному электрону. Массовое число металла равно 57, а плотность металла равна 8843 кг/куб.м.
ДАНО:
A=57;
ρ=8843кгм3.
Найти:Emax−?
Массовое число металла показывает во сколько раз масса его атома больше атомной единицы массы, приблизительно равной массе протона:
m0=A⋅mρ;
Масса некоторой части металла, в которой находятся N электронов (а значит и атомов - по условию) равна:
m=N⋅m0;
а их концентрация:
n=NV=Nm⋅ρ=N⋅ρN⋅A⋅mρ=ρA⋅mρ;
Максимальной энергией электроны обладают на уровне Ферми, определяемом формулой:
EF=h22⋅me⋅(3⋅n8⋅π)23;
Тогда:
EF=h22⋅me⋅(3⋅ρ8⋅π⋅A⋅mρ)23;
подставив числовые значения, получим ответ:
Emax=7.475эВ.
Чем смог
A=qU=5,4 10^7 * 220 = 1188*10^7 Джю
2.Какой заряд через поперечное сечение проводника за 5 мин, если сила тока в цепи 2,5 A?
q=It=2,5*5*60=660 Кл.
3.С какой силой взаимодействуют два заряда по 10нКл каждый, находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга?
F=kq*q/r². F=9*10^9*(10*10^-9)²/(3*10^-2)²=10^-3 Н.
4.По проводнику сопротивлением 20 Ом.За 5 мин заряд 300 Кл.
Что нужно сделать?
5.Определить работу электрического тока при силе тока 5,5 A, если сопротивление потребителя 1200 Ом.И он работал 30 с.Вычислить потребляемую им мощность.
A=I²Rt=5,5²*1200*30=1089000 Дж≈1,1 МДж.
6.Луч падает на поверхность под углом 40 град. Под каким углом должен упасть луч на поверхность стекла,чтобы угол преломления оказался таким же?
Условие не корректно.
7.Какое кол-во (количество) теплоты необходимо,чтобы нагреть воду массой 2 г от 20 град C до 100 град C ? ( с=2400 Дж/кг град. С)
Q=cmΔt=0,002*4200*80=672 Дж.
8.Какой заряд через поперечное сечение проводника за 5 мин, если сила тока в цепи 2,5 A?
q=It=2,5*5*60=660 Кл.
9.Напряжение на участке цепи 180 B какой заряд перемещает поле, если оно совершает работу 360 кДж?
U=A/q, q=A/U=360000/180=2000 Кл.
10.Какова ЭДС источника тока, если стрононние силы совершают работу 580 Дж по перемещению заряда 3 10^-7 Кл?
E=A/q=580/(3*10^-7) = 199*10^7 В≈ 2*10^9 В.
(Разве так может быть? Проверьте условие.)