№905 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Задача

Расстояние между электродами в трубке, наполненной парами ртути, — $$10\ \text{см}$$. Какова средняя длина свободного пробега электрона, если самостоятельный разряд наступает при напряжении $$600\ \text{В}$$? Энергия ионизации паров ртути $$1{,}7\cdot10^{-18}\ \text{Дж}$$. Поле считать однородным.

Подробный ответ

Между электродами трубки создаётся однородное электрическое поле:

$$E=\frac{U}{l}$$

Электрон между столкновениями проходит среднюю длину свободного пробега $$d$$ и получает энергию

$$A=eEd$$

При самостоятельном разряде эта энергия равна энергии ионизации:

$$W=eEd$$

Тогда

$$d=\frac{W}{eE}=\frac{Wl}{eU}$$

Подставим значения:

$$d=\frac{1{,}7\cdot 10^{-18}\cdot 0{,}1}{1{,}6\cdot 10^{-19}\cdot 600} \approx 1{,}8\cdot 10^{-3}\ \text{м}$$

$$1{,}8\cdot 10^{-3}\ \text{м}=1{,}8\ \text{мм}$$