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
В объяснении
Объяснение:
F со стрелкой - векторная величина, т.е. имеющая направление.
F без стрелки - уже проекция на одну из осей (x или y)
То есть, например, есть сила тяги направлена вверх под углом 30 градусов, а её модуль (значение) = 100 Ньютон. Вес тела = 10 кг.
Складывать эту силу с другими нельзя, т.к. она имеет направление. Для этого её нужно спроецировать, например на ось y, чтобы сложить с mg.
Угол силы тяги с осью y будет равен 60 градусам (90-30). Значит, проекция (то есть та часть силы, которая действует в вертикальном направлении) будет равна 100 Н * cos 60 = 100 Н * 1/2 = 50 Н.
Но mg тоже векторная величина, имеющая своё направление - она направлена вниз, к центру Земли. Она направлена противоположно оси y и её проекция будет равна 9,8 Н/кг * 10 кг * cos 180 = 98 Н * -1 = -98 Н.
Теперь эти две силы можно сложить, чтобы узнать, куда направлена равнодействующая сила (с проекции мы определили знаки). R=50-98 Н = -48 Н.
Не стоит пугаться отрицательного значения - это всего лишь значит, что равнодействующая этих сил направлена противоположно оси y, на которую мы проецировали эти силы.
Также происходит с силой тяги и силой трения, только их нужно проецировать на горизонтальную ось x.
