Какова минимальная скорость электрона, необходимая для ударной ионизации атомов ртути, если потенциал ионизации атома

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать закон сохранения энергии.

Ионизация атома ртути происходит при столкновении электрона с этим атомом. Для ударной ионизации электрону необходимо преодолеть потенциал ионизации атома.

Потенциал ионизации атома ртути составляет 10,4 В. Это означает, что для вырывания электрона с атома ртути ионизации электрону необходимо преодолеть работу, равную 10,4 электрон-вольт.

Работа преодоления потенциала ионизации связана с кинетической энергией электрона. Согласно формуле \(\frac{mv^2}{2} = eU\), где \(m\) - масса электрона, \(v\) - его скорость, \(e\) - заряд электрона, \(U\) - потенциал ионизации, найдем минимальную скорость электрона.

Перенесем все переменные на одну сторону и произведем необходимые расчеты:

\[\frac{mv^2}{2} = eU\]

\[v^2 = \frac{2eU}{m}\]

\[v = \sqrt{\frac{2eU}{m}}\]

Подставим значения фундаментальных констант: \(e = 1,6 \times 10^{-19} ~Кл\) (заряд электрона) и \(m = 9,1 \times 10^{-31} ~кг\) (масса электрона).

\[v = \sqrt{\frac{2 \times 1,6 \times 10^{-19} ~Кл \times 10,4 ~В}{9,1 \times 10^{-31} ~кг}}\]

Вычислим это выражение:

\[v \approx 5,93 \times 10^{6} ~м/с\]

Округлим до целого числа и приведем скорость в километрах в секунду:

\[v \approx 5,93 \times 10^{6} ~м/с \approx 5,93 \times 10^{3} ~км/с\]

Таким образом, минимальная скорость электрона, необходимая для ударной ионизации атомов ртути, равна приблизительно 5930 км/с.