Particula alfa, emisă în decăderea radioactivă, se deplasează la o viteză de 1,6 * 10 7 m / s în direcția nucleului fix de uraniu. Care este cea mai mică distanță pe care o poate ajunge la miezul uraniului? Taxele particulare sunt considerate ca punct. Diferența dintre masele protonului și neutron nu este luată în considerare.
Având în vedere: v = 1,6 * 10 7 m / s este viteza particulei alfa, qa = 2e este sarcina particulei alfa, ma = 4mp este masa particulei alfa, qU = 92e este sarcina nucleului uraniului, e = 1.6 * 10 -19 Кл - încărcarea electronului, mr = 1,67 * 10 -27 kg - masa protonului, е = 1 - permitivitatea relativă a mediului, ε0 = 8,85 * 10 -12 Cl 2 / Н * м 2 - constantă.
Găsiți: r0 este cea mai mică distanță pe care particulele o pot aborda.
Soluția. Suntem de acord să presupunem că energia potențială a unei particule alfa situată într-un punct infinit de îndepărtat de nucleul de uraniu care creează câmpul este zero. Atunci când o particulă alfa se apropie de nucleul de uraniu, energia sa cinetică va scădea, iar energia de interacțiune potențială a particulelor va crește. Cea mai mică distanță de apropiere a particulelor r0 va corespunde tranziției tuturor energiei cinetice a particulei alfa la cea potențială:
Folosind datele din starea problemei obținem:
Înlocuind valorile numerice ale cantităților și efectuând calculele, obținem:
Răspuns. Cea mai mică distanță pe care se pot apropia particulele este de aproximativ 5,0 * 10-14 m.