Hogyan kell megoldani ezeket a fizika feladatokat?

Kell még a megoldás?

:-)

Privátban írtam a következő megoldásokat valaki másnak, bemásolom ide hátha nem baj. A megoldásoknak mindenki járjon utána, mert lehet elnéztem valamit, illetve nem minden feladatot oldottam meg, mert egy kaptafára megy mindegyik.

A WIKI-n sok minden fent van, MINDENKÉPPEN nézzetek utána, nehogy rossz adatokat közöljek valahol!!!!

Akkor:

"1. Mekkora a fotokatódot megvilágító fény hullámhossza nm-ben, ha a katódból kilépő elektronok maximális sebessége 522000 m/s, a kilépési munka pedig 2.7 eV."

Megoldás:

A fény egyetlen fotonjának az energiája megegyezik azzal az energiával, amit az elektron elvisz mozgási energia formájában, plusz még a kilépési munkát is annak kell fedeznie.

[link]

A foton energiája h*f, ahol h a Planck állandó, f a foton frekvenciája.

h*f=Wki (kilépési munka) + Em (elektron mozgási energiája)

A feladatban a kilépési munka ev-ban van megadva, de nekünk J-ban kell!!

[link]

1 eV = 1,602 176 487 · 10-19 J

me=9,109 382 15·10−31 kg Elektron nyugalmi tömege

v=522000 m/s A feladatban a kilépő elektronok maximális sebessége

h= 6,626069 * 10-34J*s Planck állandó

c=300 000 000 m/s Fénysebesség

h*f=2,7*1,602* 10-19 J+(1/2) *9,109 382 15·10−31 kg*(522000m/s)^2

Ebből megvan a frekvencia!

Ha ez megvan, akkor már ki lehet számítani a hullámhosszt, a c=l*f (fénysebesség egyenlő a hullámhossz (lambda) és a frekvencia szorzatával.)

FIGYELEM Az itt kapott értékek m ben lesznek, de a feladat nm ben kéri, azaz 1 000 000 000 -al szorozni kell a végeredményt!

----------------------------------------------------------

"2. Egy 39 rendszámú 92 tömegszámú atommagban az egy nukleonra kötési energia 7.9 MeV. Mekkora az atommag tömege kg-ban?"

Itt azt kell tudni, hogy egy atom tömege nem egyezik meg a nukleonok nyugalmi tömegeinek az összegével, mert a kötési energia is elvisz némi tömeget. Ezt az Einstein féle tömeg energia ekvivalencia egyenlet írja le, E=m*c^2

ami biztosan ismerős mindenkinek!

Megoldás:

Nyugalmi tömegek:

mp=1,672621777(74) ·10−27 kg Proton

mn=1,67492716 ·10−27 kg Neutron

Rendszáma 39, tömegszáma 92, azaz 39 proton és (92-39) neutron található benne. Idáig egyszerű lenne, mert csak ki kell számolni a tömegeket, a fenti adatokkal.

DE!!!!!!

A kötési energia is tömeget képvisel, de mennyit? A feladat szerint MINDEN nukleonra (neutronra és protonra)7,9Mev=7 900 000ev kötési energia jut. Mekkora ennek az energiának a tömege?

Először át kell váltani az ev-ot J-ra, az előző feladatban megadott módon, majd meg kell szorozni 92-vel, mert ennyi a nukleonok száma a magban.

Ha ez megvan, akkor ezt az értéket be kell helyettesíteni az E=m*c^2 (E az energia, m a tömeg c pedig a fénysebesség m/s -ban !!! NEM km/s ban!!) képletbe, és ki kell számolni a tömeget (m) ami kg-ban lesz rögtön.

Ezt az értéket ki kell vonni a nyugalmi tömegekből kapott értékből, és voálá!! :-)

[link]

----------------------------------------------------------

"3. Egy fotokatódból kilépő elektronok maximális sebessége 440000 m/s. Adja meg a fotokatód kilépési munkáját eV-ban, ha a megvilágító fény hullámhossza 667 nm!"

Megoldás:

Gyakorlatilag, mint az első feladat...

c=lambda*f, azaz:

300 000 000 m/s=667*10-9m (hullámhossz méterben) * f (frekvencia)

Ebből ki tudod számítani a frekvenciát, ha ez megvan akkor ezt a frekvenciát be kell helyettesíteni az

Efoton=h*f képletbe, ahol a h a Planck állandó f a frekvencia

Az elektron kinetikus energiája:

Eelektron=(1/2)*me*v^2, me az elektron nyugalmi tömege kg-ban, v pedig a feladat szerinti 440000 m/s.

Wki=Efoton-Eelektron

DE!!! A feladat ev-ban kéri, ezért osztani kell 1,6*10-19-el, de nézzetek utána!!!! :-)

Ennyi....

----------------------------------------------------------

4. Egy 27 rendszámú 62 tömegszámú atommag tömege 1.02902E-25 kg. Mekkora az egy nukleonra jutó kötési energia MeV-ban megadva?"

Gyakorlatilag ez is a fentiekben már bemutatott feladat, csak visszafelé.