Wir wollen die Anzahl einwertig geladener Ionen bestimmen, die benötigt werden, um eine Stromstärke von 8 pA über 2 ms zu erreichen. Wir verwenden die Beziehung zwischen Stromstärke, Ladung und Zeit: $I = \frac{Q}{t}$. Unser Ziel ist es, die Gesamtladung $Q$ zu finden, die durch diese Stromstärke und Zeitdauer repräsentiert wird, und dann herauszufinden, wie viele Ionen diese Ladung repräsentieren.
Wir wollen die Anzahl einwertig geladener Ionen bestimmen, die benötigt werden, um eine Stromstärke von 8 pA über 2 ms zu erreichen. Wir verwenden die Beziehung zwischen Stromstärke, Ladung und Zeit: $I = \frac{Q}{t}$. Unser Ziel ist es, die Gesamtladung $Q$ zu finden, die durch diese Stromstärke und Zeitdauer repräsentiert wird, und dann herauszufinden, wie viele Ionen diese Ladung repräsentieren.
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Die Formel, die wir nutzen, lautet: $Q = I \cdot t$, wobei $Q$ die gesamte Ladungsmenge, $I$ die Stromstärke und $t$ die Zeit ist.
- Gegeben: $I = 8$ pA = $8 \times 10^{-12}$ A und $t = 2$ ms = $2 \times 10^{-3}$ s.
- Berechnung von $Q$: $Q = 8 \times 10^{-12} \times 2 \times 10^{-3} = 16 \times 10^{-15}$ C.
Nun teilen wir die Gesamtladung $Q$ durch die Elementarladung, um die Anzahl der Ionen zu finden:
- Elementarladung $e = 1.6 \times 10^{-19}$ C.
- Anzahl der Ionen $= \frac{16 \times 10^{-15}}{1.6 \times 10^{-19}} = 10 \times 10^4 = 10^5$.
Die korrekte Anzahl der Ionen ist also $10^5$.
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P00153
Beim Umgang mit physikalischen Berechnungen im Bereich von Pico, Nano oder Mikro ist es hilfreich, sich mit den Potenzen von 10 vertraut zu machen und wie diese skaliert werden, insbesondere wenn man Zeiten und Ladungen umrechnet. Dies hilft enorm, Fehler zu vermeiden und die Berechnungen effizient durchzuführen.
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