Задача по электродинамике №245

При исследовании структуры мономолекулярного слоя вещества пучок электронов, имеющих одинаковую скорость, направляется перпендикулярно исследуемому слою. В результате дифракции на молекулах, образовавших периодическую решетку, часть электронов отклоняется на определенные углы, образуя дифракционные максимумы. Под каким углом к первоначальному направлению распространяются отклонившиеся электроны, образующие первый дифракционный максимум, если кинетическая энергия электрона равна 54 эВ, а период молекулярной решетки составляет 0,215 нм?

PIC

Введем величины: d  — период дифракционной решетки, λ  — длина волны лучей, φ  — угол отклонения лучей, m  — порядок максимума.
По формуле дифракционной решетки:

dsin φ= m λ

Выразим sin φ  :

sinφ=  mλ-        d

По условию задачи m = 1  . Кинетическая энергия электрона равна:

Ek = mev2,       2

где me  – масса электрона, v  – скорость.
При этом импульс электрона по гипотезе де Бройля равен:

p= h-= mev    λ

отсюда

v =--h--    λ ⋅me

И кинетическая энергия:

      meh2    h2 Ek = 2λ2m2e-= λ2me-

Отсюда λ

λ= √--h----      2meEk

и

                                     −34 sinφ = -√-mh--- = -------−9∘--1⋅6,6⋅10−31----------−19 ≈ 0,77.       d 2meEk    0,215⋅10    2⋅9,31 ⋅10   ⋅54⋅1,6⋅10

Это значение синуса соответствует   ∘ 51

Оцените статью
Я решу все!