Консультация № 200478
23.03.2021, 18:42
0.00 руб.
0 1 1
Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:Пользуясь соотношением неопределённостей, оцените размеры атома, если электрон в нем движется со скоростью, отвечающей прохождению ускоряющего потенциала U= 1,38 * 10 (в пятой степени) В.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
24.03.2021, 08:54
общий
это ответ
Здравствуйте, mail!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: В -- ускоряющий потенциал.
Определить: -- линейный размер атома, в котором движется электрон под действием ускоряющего потенциала.

Решение


Вычислим энергию покоя электрона:
(Дж) (э*В).


Вычислим кинетическую энергию электрона, прошедшего разность потенциалов В:
(Дж) (э*В).


Поскольку и -- величины одного порядка, постольку в данном случае электрон является релятивистской частицей. Следовательно, его кинетическая энергия может быть вычислена по формуле

где Тогда

то есть электрон движется со скоростью

Для неопределённостей координаты и импульса электрона имеет место соотношение

где Дж*с -- постоянная Планка.

Предположим, что -- линейный размер атома. Будем считать, что электрон находится в пределах области с неопределённостью Тогда


причём неопределённость импульса не больше его значения то есть

Так как
(кг*м/с),

то
(м).


Ответ: м.

Литература
Белонучкин В. Е., Заикин Д. А., Ципенюк Ю. М. Основы физики. Курс общей физики: Учебн. В 2 т. т. 2. Квантовая и статистическая физика / Под ред. Ю. М. Ципенюка. -- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. -- 504 с.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа