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10電子ボルトフリーに関連する物質波の周波数と波長はどのくらいですか?

10 eVフリー電子に関連する物質波の周波数と波長を計算する方法は次のとおりです。

概念を理解する

* de broglie波長: De Broglie仮説は、すべての問題が波のような特性を示すと述べています。粒子の波長は、その運動量に反比例します。

λ=h / p

どこ:

*λはde broglie波長です

* Hはプランクの定数です(6.63 x 10^-34 js)

* Pは粒子の運動量です

* 運動エネルギーと運動量: 粒子の運動エネルギー(KE)は、その運動量に関連しています。

KE =P^2 / 2m

どこ:

* mは粒子の質量です

計算

1。電子ボルトをジュールに変換:

1 ev =1.602 x 10^-19 j

したがって、10 ev =10 * 1.602 x 10^-19 j =1.602 x 10^-18 j

2。運動量を計算します:

KE =P^2 / 2m

p^2 =2mke

p =√(2mke)

*電子の質量(m)は9.11 x 10^-31 kgです。

*値を置き換え、pを計算します。

3。 de broglie波長を計算します:

λ=h / p

計算したhとpの値を置き換えます。

4。頻度を計算します:

波長(λ)、周波数(f)、および光の速度(c)の関係は次のとおりです。

c =λf

電子は非相対論的であるため、その速度は光の速度ではありません。 電子の速度を使用する必要があります。

*最初に、運動エネルギーを使用して電子の速度(v)を計算します。

KE =1/2 * mV^2

v =√(2ke / m)

*次に、頻度を計算します。

f =v /λ

計算をしましょう:

1。運動量(p):

p =√(2 * 9.11 x 10^-31 kg * 1.602 x 10^-18 J)≈1.92x 10^-24 kg m/s

2。 de broglie波長(λ):

λ=(6.63 x 10^-34 js) /(1.92 x 10^-24 kg m / s)≈3.46x 10^-10 m

3。速度(v):

v =√(2 * 1.602 x 10^-18 j / 9.11 x 10^-31 kg)≈1.88x 10^6 m / s

4。頻度(f):

f =(1.88 x 10^6 m / s) /(3.46 x 10^-10 m)≈5.43x 10^15 Hz

したがって、10 eVの遊離電子に関連する物質波の周波数は約5.43 x 10^15 Hzで、その波長は約3.46 x 10^-10 m。です。

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