Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1168
2016-10-20 
Оцените скорость роста толщины слоя серебра при напылении, если атомы серебра оказывают при падении на подложку давление $p = 0,1 Па$. Средняя энергия атома серебра $E = 10^{-19} Дж$, плотность серебра $\rho = 10,5 г/см^{3}$, молярная масса $\mu = 108 г/моль$.
Решение:
Пусть на единицу площади подложки в единицу времени попадает п атомов серебра. Для оценки примем, что все атомы летят перпендикулярно подложке с одинаковой скоростью $v$. Удары атомов о подложку можно считать абсолютно неупругими (серебро осаждается). Тогда давление $p$, оказываемое на подложку, равно $p = nmv$, где $m = \mu /N_{A}$ масса атома серебра, $N_{A}$ — число Авогадро. Скорость атома можно оценить при помощи формулы: $v \approx \sqrt{2E/m}$.
Пусть за время $\Delta t$ на участок подложки площадью $S$ падает $N$ атомов, и при этом осаждается масса $M$ серебра. Тогда объём осадившегося слоя равен $\Delta V = \frac{M}{ \rho} = \frac{mN}{\rho}$, а его толщина равна $\Delta x = \frac{ \Delta V}{S} = \frac{mN}{ \rho S}$. Учитывая, что $n = \frac{N}{S \Delta t}$, для скорости роста толщины слоя серебра получим:
$u = \frac{ \Delta x}{ \Delta t} = \frac{m}{ \rho} \cdot \frac{M}{S \Delta t} = \frac{nm}{ \rho} = \frac{p}{ \rho v} = \frac{p}{ \rho} \sqrt{ \frac{ \mu}{2EN_{A}}} \approx 9 \cdot 10^{-3} м/с$
Видно, что подложка растёт достаточно медленно — каждую секунду её толщина увеличивается примерно на $9 \cdot 10^{-9} м$. Такие маленькие длины принято выражать в единицах, называемых ангстремами (обозначается $A$): $1 A = 10^{-10} м$. Следовательно, $u \approx 90 A/с$.
Оцените скорость роста толщины слоя серебра при напылении, если атомы серебра оказывают при падении на подложку давление $p = 0,1 Па$. Средняя энергия атома серебра $E = 10^{-19} Дж$, плотность серебра $\rho = 10,5 г/см^{3}$, молярная масса $\mu = 108 г/моль$.
Решение:
Пусть на единицу площади подложки в единицу времени попадает п атомов серебра. Для оценки примем, что все атомы летят перпендикулярно подложке с одинаковой скоростью $v$. Удары атомов о подложку можно считать абсолютно неупругими (серебро осаждается). Тогда давление $p$, оказываемое на подложку, равно $p = nmv$, где $m = \mu /N_{A}$ масса атома серебра, $N_{A}$ — число Авогадро. Скорость атома можно оценить при помощи формулы: $v \approx \sqrt{2E/m}$.
Пусть за время $\Delta t$ на участок подложки площадью $S$ падает $N$ атомов, и при этом осаждается масса $M$ серебра. Тогда объём осадившегося слоя равен $\Delta V = \frac{M}{ \rho} = \frac{mN}{\rho}$, а его толщина равна $\Delta x = \frac{ \Delta V}{S} = \frac{mN}{ \rho S}$. Учитывая, что $n = \frac{N}{S \Delta t}$, для скорости роста толщины слоя серебра получим:
$u = \frac{ \Delta x}{ \Delta t} = \frac{m}{ \rho} \cdot \frac{M}{S \Delta t} = \frac{nm}{ \rho} = \frac{p}{ \rho v} = \frac{p}{ \rho} \sqrt{ \frac{ \mu}{2EN_{A}}} \approx 9 \cdot 10^{-3} м/с$
Видно, что подложка растёт достаточно медленно — каждую секунду её толщина увеличивается примерно на $9 \cdot 10^{-9} м$. Такие маленькие длины принято выражать в единицах, называемых ангстремами (обозначается $A$): $1 A = 10^{-10} м$. Следовательно, $u \approx 90 A/с$.
