Задача: Какой скорости должны достигнуть электроны к моменту соударений с молекулами, чтобы в азоте началась ионизация ударом? Энергия ионизации молекул азота 14,5 эВ. (Ответ: 2,3 · 106 м/с) Как найти m?

W = 14,5 эВ = 23,2 * 10^-19 Дж.

m = 9,1 * 10^-31 кг.

V - ?

Согласно закону сохранения энергии, кинетической энергии движущегося электрона Ек должно хватать для разрыва энергии связи в молекуле W: Ек = W.

Кинетическую энергию электрона Ек выразим формулой: Ек = m * V² / 2, где m - масса электрона, V - скорость движения электрона.

Масса электрона m это табличное значение, которое составляет m = 9,1 * 10^-31 кг.

V = √ (2 * W / m).

Энергию ионизации молекулы W переведём в единицы измерения международной системы СИ. Энергия 1 эВ = 1,6 * 10^-19 Дж, поэтому W = 14,5 эВ = 14,5 * 1,6 * 10^-19 Дж = 23,2 * 10^-19 Дж.

V = √ (2 * 23,2 * 10^-19 Дж / 9,1 * 10^-31 кг = 2,24 * 10⁶ м/с.

Ответ: перед ударом о молекулу электрон имел скорость V = 2,24 * 10⁶ м/с.