ola 701 wyśw. 16-03-2021 21:33

Uderzenie w jądro atomu helu

Naukowcy zadali sobie pytanie ,,Czy możliwe jest rozpędzenie pozytonu tak, aby uderzył on w jądro atomu helu

składające się z dwóch protonów i dwóch neutronów”

a) Narysuj linie pola elektrycznego oraz powierzchnie ekwipotencjalne wokół jądra helu

b) Oblicz ( bez uwzględniania efektów relatywistycznych) wartość prędkości, którą musiałby mieć pozyton znajdujący

się bardzo daleko, aby mógł zderzyć się z tym jądrem. Przyjmij, że promień jadra jest rzędu 10 -15 m.

c) Wyraź swoja opnie na temat: ,,Czy takie zderzenie jest możliwe”. Odpowiedz uzasadnij.

Proszę o pomoc z każdym z podpunktów, ponieważ nie mam pojęcia o co w tym chodzi.

fizyka elektrostatyka Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
Zaloguj się lub zarejestruj, by móc dodawać komentarze.
s.gugula 18-03-2021 11:09

a) Linie pola elektrycznego w przybliżeniu jak dla pola centralnego (wychodzące z jądra), powierzchnia ekwipotencjalna to powierzchnia, której każdy punkt ma taki sam potencjał. W tym przypadku będą to więc sfery dookoła jądra (na rysunku 2D oczywiście okręgi).

b) Trzeba wykorzystać tutaj wzór na energię potencjalną oddziaływania elektrycznego (gdyby coś takiego było na maturze, to byłby podany wzór na tę energię) - można ją wyrazić jako Ep = k*q1*q2/r. No i trzeba teraz założyć, że cała energia kinetyczna pozytonu (mv^2/2) może zostać przeznaczona na zwiększenie jego energii potencjalnej (im bliżej jądra helu znajdzie się pozyton, tym jego energia potencjalna będzie większa, czyli w tym przypadku jest odwrotnie niż dla pola grawitacyjnego, ponieważ mamy tu do czynienia z odpychaniem się ciał). Czyli mv^2/2 = k*q1*q2/r, gdzie r to będzie promień jądra. Stąd należy obliczyć v.

c) To zależy od tego co wyjdzie w pp b), bo nie liczyłem tego do końca. Ale może być np. tak, że obliczona w ten sposób prędkość pozytonu wyjdzie np. większa od prędkości światła, co będzie wskazywało na fakt, że jest to niemożliwe (ale zaznaczam, że w tym momencie nie wiem jaka wyjdzie ta prędkość ;)).