Ядро лития 63 𝐿𝑖 ускорили разностью потенциалов Δφ1
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Ядро лития 63 𝐿𝑖 ускорили разностью потенциалов Δφ1, при этом его дебройлевская длина волны стала такой же, как у электрона, ускоренного разностью потенциалов Δφ2 = 10000 В. Определить Δφ1.
Дано:
m1=mя63 Li =6,01512 а.е.м.
m2=me=0,00055 а.е.м.
Δφ2 = 10000 В Длина волны де Бройля частицы равна:
λ=hp (1)
Где
h – постоянная Планка;
p – импульс частицы.
Найти:
Δφ1 - ?
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Следовательно, если ядро лития 63 𝐿𝑖 имеет длину волны де Бройля λ1, равную длине де Бройля λ2 электрона, то эти частицы должны иметь равные импульсы:
λ1=λ2=>hp1=hp2
p1=p2 (2)
Если частица прошла ускоряющую разность потенциалов , то над ней была совершена работа:
A=qΔφ
где q – величина заряда частицы.
Работа поля идёт на увеличение кинетической энергии частицы (по закону сохранения энергии):
T=A
T=qΔφ (3)
Заряд q2 электрона численно равен элементарному заряду e. Тогда согласно (3), кинетическая энергия электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов Δφ2, будет равна:
T2=eΔφ2 (4)
Кинетическая энергия электрона, выраженная в электрон-Вольтах, будет численно равна пройденной им ускоряющей разности потенциалов
. В данном случае:
T2=10000 эВ=10 кэВ
Найдём энергию покоя электрона (в кэВ):
E02=m2c21,6∙10-16=9,11∙10-31∙3∙10821,6∙10-16=512 кэВ
где m2 – масса покоя электрона;
c=3∙108 – скорость распространения света в вакууме.
Поскольку T2≪E02, то используем нерелятивистскую формулу, связывающую импульс p и кинетическую энергию T частицы:
p=mv=m2v2=2m∙mv22
p=2mT (5)
где T=mv22 – кинетическая энергия частицы;
v – скорость частицы.
Подставляя (4) в (5), для электрона в данном случае получаем:
p2=2m2T2
p2=2m2∙eΔφ2 (6)
Ядро лития 63 Li в данных условиях также будет нерелятивистским.
Рассуждаем аналогично.
Заряд ядра лития 63 Li равен q1=3e