В ядерной физике массы частиц измеряются в энергетических единицах – электронвольтах (эВ, МэВ), когда вместо массы m даётся энергия массы mc...
Условие:
В ядерной физике массы частиц измеряются в энергетических единицах – электронвольтах (эВ, МэВ), когда вместо массы m даётся энергия массы mc2. Определите характеристики электрона.
Шаг 2 (финальный): Определите полную энергию и импульс электрона, ускоренного до кинетической энергии Ek = 2,45 МэВ.
Решение:
Для определения полной энергии и импульса электрона, ускоренного до кинетической энергии Ek = 2,45 МэВ, мы можем использовать формулы, связывающие энергию и импульс с массой и скоростью частицы.
Полная энергия электрона (E) может быть выражена как сумма его кинетической энергии (Ek) и энергии покоя (mc^2):
E = Ek + mc^2
Дано, что кинетическая энергия электрона (Ek) равна 2,45 МэВ. Чтобы перевести это значение в электронвольты, мы можем воспользоваться соотношением: 1 МэВ = 1,6 * 10^-13 Дж = 1,6 * 10^-13 * 6,24 * 10^18 эВ.
Таким образом, Ek = 2,45 МэВ = 2,45 * 1,6 * 10^-13 * 6,24 * 10^18 эВ = 2,45 * 1,6 * 6,24 * 10^5 эВ = 24,4992 МэВ.
Теперь мы можем использовать данное значение кинетической энергии (Ek) для определения полной энергии (E).
E = Ek + mc^2 E = 24,4992 МэВ + mc^2
Однако, для определения полной энергии нам также понадобится знание массы электрона (m). Масса электрона составляет примерно 9,10938356 * 10^-31 кг.
Теперь мы можем определить полную энергию электрона:
E = 24,4992 МэВ + (9,10938356 * 10^-31 кг) * c^2
Чтобы определить импульс электрона (p), мы можем использовать известное соотношение между энергией и импульсом:
E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2
где p - импульс электрона, c - скорость света.
Мы можем решить это уравнение для p:
p = sqrt(E^2 - (mc^2)^2) / c
Таким образом, полная энергия и импульс электрона, ускоренного до кинетической энергии Ek = 2,45 МэВ, могут быть определены с использованием данных о массе электрона и скорости света.
