Номер 2, страница 217 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 46. Взаимосвязь энергии и массы. 7. Релятивистская механика. Механика - номер 2, страница 217.
№2 (с. 217)
Условие. №2 (с. 217)
скриншот условия

2. Энергию покоя частиц и соответственно их массу часто измеряют в электрон-вольтах: $1 \text{ эВ} = 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$. Выразите массу покоя электрона и протона в электрон-вольтах.
Решение. №2 (с. 217)
Дано:
Соотношение для перевода единиц энергии: $1 \text{ эВ} = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Дж}$
Масса покоя электрона (справочное значение): $m_e \approx 9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}$
Масса покоя протона (справочное значение): $m_p \approx 1,67 \cdot 10^{-27} \text{ кг}$
Скорость света в вакууме (фундаментальная константа): $c \approx 3 \cdot 10^8 \text{ м/с}$
Найти:
Массу покоя электрона в электрон-вольтах, $E_{0,e}$
Массу покоя протона в электрон-вольтах, $E_{0,p}$
Решение:
Согласно специальной теории относительности, масса и энергия связаны соотношением Эйнштейна, которое для покоящейся частицы (энергия покоя $E_0$) имеет вид:
$E_0 = m_0 c^2$
где $m_0$ – масса покоя частицы, $c$ – скорость света в вакууме.
Выразить массу в электрон-вольтах (эВ) означает найти численное значение энергии покоя, выраженное в этих единицах. Для этого мы сначала рассчитаем энергию покоя в системных единицах (джоулях), а затем конвертируем её в электрон-вольты.
Масса покоя электрона
1. Найдём энергию покоя электрона в джоулях:
$E_{0,e} = m_e c^2 \approx (9,1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}) \cdot (3 \cdot 10^8 \text{ м/с})^2 = 9,1 \cdot 10^{-31} \cdot 9 \cdot 10^{16} \text{ Дж} = 8,19 \cdot 10^{-14} \text{ Дж}$
2. Переведём полученное значение энергии в электрон-вольты:
$E_{0,e} (\text{эВ}) = \frac{8,19 \cdot 10^{-14} \text{ Дж}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Дж/эВ}} \approx 5,12 \cdot 10^5 \text{ эВ}$
Это значение также можно выразить в мегаэлектрон-вольтах (МэВ), где $1 \text{ МэВ} = 10^6 \text{ эВ}$:
$E_{0,e} \approx 0,512 \text{ МэВ}$
Ответ: масса покоя электрона, выраженная в единицах энергии, составляет примерно $5,12 \cdot 10^5 \text{ эВ}$ или $0,512 \text{ МэВ}$.
Масса покоя протона
1. Аналогично найдём энергию покоя протона в джоулях:
$E_{0,p} = m_p c^2 \approx (1,67 \cdot 10^{-27} \text{ кг}) \cdot (3 \cdot 10^8 \text{ м/с})^2 = 1,67 \cdot 10^{-27} \cdot 9 \cdot 10^{16} \text{ Дж} \approx 1,503 \cdot 10^{-10} \text{ Дж}$
2. Переведём энергию покоя протона в электрон-вольты:
$E_{0,p} (\text{эВ}) = \frac{1,503 \cdot 10^{-10} \text{ Дж}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Дж/эВ}} \approx 9,39 \cdot 10^8 \text{ эВ}$
В мегаэлектрон-вольтах это значение составит:
$E_{0,p} \approx 939 \text{ МэВ}$
Ответ: масса покоя протона, выраженная в единицах энергии, составляет примерно $9,39 \cdot 10^8 \text{ эВ}$ или $939 \text{ МэВ}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 217 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №2 (с. 217), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.