---

Показать решение

---

Скрыть решение

Решение

При решении задачи будем считать, что кинетическая энергия падающих на подложку ионов в инерциальной системе отсчета, относительно которой подложка остается неподвижной, равна работе, которую совершило над ними ускоряющее электрическое поле. По условию задачи, модуль заряда каждого иона равен модулю заряда электрона. Следовательно, кинетическая энергия падающего на подложку иона . Если, как это обычно и делается в подобных задачах, ион рассматривать как материальную точку массой , то нужно считать, что в момент падения на подложку модуль скорости иона равен .

По условию задачи, скорость нарастания образующегося слоя в расчете на единицу площади подложки равна . Поскольку масса однозарядного иона крайне незначительно отличается от массы соответствующего атома, то в расчете на единицу площади за единицу времени к подложке прилипает ионов. По условию задачи, скорости всех падающих на подложку ионов направлены перпендикулярно ее поверхности. Поэтому на основании закона изменения импульса и определения давления можно утверждать, что давление на подложку, создаваемое прилипающими к ней ионами, равно . Давление же абсолютно упруго отражающихся от подложки ионов будет в два раза больше, поскольку изменение импульса отраженного иона в два раза превышает изменение импульса прилипающего иона, а число тех и других, по условию задачи, одинаково.

Таким образом, давление всех падающих на подложку ионов равно . Чтобы получить окончательный ответ, следует вспомнить, что масса иона связана с молярной массой вещества и числом Авогадро равенством: . Поэтому искомое давление ионов на подложку равно

 

Ответ