Упр.71.20 ГДЗ Лукашик 7-9 класс по физике (Физика)

Одним из способов ионизации атома является его бомбардировка электроном, ускоренным в электрическом поле. Какое напряжение надо приложить к электродам, чтобы сообщить электрону кинетическую энергию $$21{,}76\cdot10^{-19}\ \text{Дж}$$, достаточную для ионизации атома водорода из основного (невозбуждённого) состояния? Выразите энергию ионизации атома водорода в электрон-вольтах ($$1\ \text{эВ}=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Дж}$$).

Дано

$$q_e=1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Кл}$$

$$A=21{,}76\cdot10^{-19}\ \text{Дж}$$

Ход решения

Кинетическая энергия электрона, полученная в электрическом поле, равна работе поля:

$$A=qU$$

Отсюда напряжение:

$$U=\frac{A}{q}=\frac{21{,}76\cdot10^{-19}}{1{,}6\cdot10^{-19}}=13{,}6\ \text{В}$$

Энергия ионизации в электрон-вольтах:

$$E=\frac{21{,}76\cdot10^{-19}\ \text{Дж}}{1{,}6\cdot10^{-19}\ \text{Дж/эВ}}=13{,}6\ \text{эВ}$$

Ответ

$$U=13{,}6\ \text{В},\quad E=13{,}6\ \text{эВ}.$$