РУҚА
21

Шешімі: Масса атома по отдаче

ЕГЭ · Физика · Тапсырма 21 · Кванттық және ядролық физика
КүрделіФИПИ6D6EABТолық шешім≈ 5 минутТалдау 5 қадам
Условие

Покоящийся атом излучает фотон с энергией $16{,}32 \cdot 10^{-19}\ \text{Дж}$ в результате перехода электрона из возбуждённого состояния в основное. Атом в результате отдачи начинает двигаться поступательно в противоположном направлении с кинетической энергией $8{,}81 \cdot 10^{-27}\ \text{Дж}$. Найдите массу атома. Скорость атома считать малой по сравнению со скоростью света.

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

5 қадам
1

До излучения атом покоился, поэтому суммарный импульс системы был равен нулю. После излучения импульсы фотона и атома равны по модулю и противоположны по направлению:

$$p_\text{а} = p_\gamma$$
2

Импульс фотона выражается через его энергию:

$$p_\gamma = \dfrac{E_\gamma}{c}$$
3

Кинетическая энергия атома при малой скорости равна:

$$E_k = \dfrac{p_\text{а}^2}{2m}$$
4

Подставим импульс фотона и выразим массу атома:

$$E_k = \dfrac{E_\gamma^2}{2mc^2}, \qquad m = \dfrac{E_\gamma^2}{2E_kc^2}$$

Подставим значения $E_\gamma = 16{,}32 \cdot 10^{-19}\ \text{Дж}$, $E_k = 8{,}81 \cdot 10^{-27}\ \text{Дж}$ и $c = 3 \cdot 10^8\ \text{м/с}$:

$$m = \dfrac{(16{,}32 \cdot 10^{-19})^2}{2 \cdot 8{,}81 \cdot 10^{-27} \cdot (3 \cdot 10^8)^2} \approx 1{,}68 \cdot 10^{-27}\ \text{кг}$$
Жауап

$1{,}68 \cdot 10^{-27}\ \text{кг}$

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Используют импульс фотона в виде $p = E_\gamma c$ вместо правильной формулы $p = \dfrac{E_\gamma}{c}$.

Не учитывают закон сохранения импульса и считают импульс атома равным нулю.

Используют релятивистское выражение для кинетической энергии, хотя по условию скорость атома мала по сравнению со скоростью света.

Закрепить приёмВ теме «Кванттық және ядролық физика» ещё 281 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 21 ЕГЭ, физика

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Кванттық және ядролық физика»: в ней 282 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.