(16分)串列静电加速器是加速质子、重离子进行核物理基础研究以

16分)串列静电加速器是加速质子、重离子进行核物理基础研究以及核技术应用研究的设备,图是其构造示意图。S是产生负离子的装置,称为离子源;中间部分N为充有氮气的管道,通过高压装置H使其对地有V的高压。现将氢气通人离子源SS的作用是使氢分子变为氢原子,并使氢原子粘附上一个电子,成为带有一个电子电量的氢负离子。氢负离子(其初速度为0)在静电场的作用下,形成高速运动的氢负离子束流,氢负离子束射入管道N后将与氮气分子发生相互作用,这种作用可使大部分的氢负离子失去粘附在它们上面的多余的电子而成为氢原子,又可能进一步剥离掉氢原子的电子使它成为质子。已知氮气与带电粒子的相互作用不会改变粒子的速度。质子在电场的作用下由N飞向串列静电加速器的终端靶子T。试在考虑相对论效应的情况下,求质子到达T时的速度

电子电荷量C,质子的静止质量 kg

答案

解析

带电粒子在静电场内从ST的运动过程中,经历了从SN和从NT的两次加速,粒子带的电荷量q的大小均为,若以U 表示N 与地之间的电压,则粒子从电场获得的能量

    (1)

质子到达T处时的质量

    (2)

式中v为质子到达T时的速度.质子在S处的能量为,到达T处时具有的能量为,电子的质量与质子的质量相比可忽略不计,根据能量守恒有

    3

由(1)、(2)、(3)式得

代入数据解得

    4

相关题目

十七世纪中期,荷兰和英国曾经发生三次战争,第一次战争
十七世纪中期,荷兰和英国曾经发生三次战争,第一次战争的直接原因是(    )     A.英国颁布《航海条例》                         
夏天,我们经常用冰箱贮藏蔬菜、水果来达到保鲜效果,这
夏天,我们经常用冰箱贮藏蔬菜、水果来达到保鲜效果,这是因为温度较低时,植物的          较弱、          消耗比较少的缘故。
2008奥运吉祥物“福娃”,深受广大运动员的喜爱。其外面材
2008奥运吉祥物“福娃”,深受广大运动员的喜爱。其外面材料为纯羊毛,内充聚酯纤维,该聚酯纤维的结构简式如下图,下列说法中不正确的是(   
20世纪50年代在婆罗洲的许多雅克人身患疟疾,世界卫生组织
20世纪50年代在婆罗洲的许多雅克人身患疟疾,世界卫生组织采取了一种简单的 也是直接了当的解决方法:喷射DDT。蚊子死了,疟疾也得到了控制。可是
Dear Mom and Dad,I will go to Alice’s home with her after school, and I will h
Dear Mom and Dad,I will go to Alice’s home with her after school, and I will have supper and sleep there. Don’t    1  about me. You know that Alice is one of my best friends. If you want to t
我校某班同学想探究红砖粉末是否也可作为过氧化氢分解的
我校某班同学想探究红砖粉末是否也可作为过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白:(1)[提出问题] 红砖粉末能不能
下列各句中,加点的成语使用恰当的一项是   (    ) 
下列各句中,加点的成语使用恰当的一项是   (    )  (3分) A.老王一直热衷于收藏,每当得到心仪的藏品,喜悦的心情总让他如坐春风,夜不
已知集合A={-1,3,2m-1},集合B={3,m2}.若BA,则实数m=______
已知集合A={-1,3,2m-1},集合B={3,m2}.若BA,则实数m=______

最新题目