Question

Під час радіоактивного розпаду з ядра атома полоню вилітає а-частинка з швидкістю 1,6 • 107 м/с. Яку різницю потенціалів потрібно прикласти, щоб надати ій такої ж швидкості? Терміново 100 балів

Answer 1

Для розрахунку різниці потенціалів (напруги), необхідно використовувати закон збереження енергії.

Енергія альфа-частинки після розпаду полонію повинна бути рівною енергії під час розпаду, оскільки енергія зберігається.

Енергія альфа-частинки під час розпаду може бути розрахована за формулою кінетичної енергії:

E = (1/2) * m * v^2

де: E - енергія альфа-частинки m - маса альфа-частинки (яка залишається тією ж після розпаду, приблизно 4.0015 атомних мас, або близько 6.6448 * 10^-27 кг) v - швидкість альфа-частинки після розпаду (1.6 * 10^7 м/с)

Підставимо значення і розрахуємо енергію:

E = (1/2) * 6.6448 * 10^-27 кг * (1.6 * 10^7 м/с)^2 = 8.509568 * 10^-13 дж

Тепер, для того щоб надати альфа-частинці таку ж швидкість, ми повинні вкласти в неї таку ж енергію. Різниця потенціалів (напруга) може бути розрахована за формулою:

ΔV = E / q

де: ΔV - різниця потенціалів (вольти) E - енергія (джоулів), яку ми хочемо передати частинці q - заряд альфа-частинки (заряд елементарного заряду, приблизно 1.6 * 10^-19 Кл)

Підставимо значення і розрахуємо різницю потенціалів:

ΔV = (8.509568 * 10^-13 дж) / (1.6 * 10^-19 Кл) ≈ 5.31848 * 10^5 В

Отже, різниця потенціалів, яку потрібно прикласти, щоб надати альфа-частинці таку ж швидкість, становить приблизно 5.31848 * 10^5 вольт.