2024-06-13 19:02:48
Определить, с какой скоростью увеличивается толщина серебряного покрытия зеркала если при напылении атомы серебра оказывают на поверхность давление 0,1 Па? Кинетическая энергия каждого осаждаемого атома серебра 10^-21Дж. Атомная масса серебра m=0,108 кг/моль и плотность серебра r = 10500 кг/м3. Считать, что атомы движутся перпендикулярно поверхности зеркала.
Физика 10 класс Скорость увеличения толщины серебряного покрытия зеркала. серебряное покрытие атомы серебра атомная масса плотность.
2024-06-13 19:03:04
Решение:
Давление атомов серебра на поверхность зеркала можно выразить через кинетическую энергию атомов:
$P = \frac{1}{2}mv^2$,
где $m$ — масса атома серебра, $v$ — скорость атома.
Тогда скорость атомов можно найти из уравнения:
$v = \sqrt{\frac{2P}{m}}$.
Подставляя значения, получаем:
$v = \sqrt{\frac{2 0,1 Па}{0,108 кг/моль}} = 1,4 10^3 м/с$.
Теперь можно определить скорость увеличения толщины серебряного покрытия. Для этого нужно знать количество атомов, осаждающихся на единицу площади поверхности за единицу времени. Если предположить, что все атомы движутся перпендикулярно поверхности и равномерно распределяются по ней, то скорость увеличения толщины покрытия будет равна скорости атомов.
Плотность серебра можно использовать для определения количества атомов в единице объёма:
$n = \rho / m$,
где $\rho$ — плотность серебра.
Таким образом, скорость увеличения толщины покрытия можно выразить как:
$V = nv = \rho v / m$.
Подставляя известные значения, получаем:
$V = 10500 кг/м^3 1,4 10^3 м/с / 0,108 кг/моль = 12,5 * 10^{-6} м/с = 12,5 нм/с$.
Ответ: Скорость увеличения толщины серебряного покрытия зеркала составляет 12,5 нанометров в секунду.
Примечание: В решении не учитывается влияние других факторов, таких как температура, взаимодействие атомов с поверхностью и т. д., которые могут влиять на скорость осаждения атомов и толщину покрытия.
