Câu 11.23* trang 68 sách bài tập Vật lí 12 Nâng cao

Trong một thí nghiệm về các hạt, người ta thu được ảnh quỹ đạo của một hạt \(\alpha \) và một hạt electron cùng được phóng vào một điện trường đều như Hình 11.21. Hãy tìm cách xác định xem hạt nào có động năng lớn hơn và giải thích.

Giải

Từ Hình vẽ 11.3G, ta thấy quỹ đạo của hạt \(\alpha \) (đường cong 1) có độ cong lớn hơn electron (đường cong 2). Phương trình quỹ đạo có dạng \(y = k{x^2}\). So sánh các giá trị \({y_1},{y_2}\) tại cùng một tọa độ x, ta thấy tỉ số hai đoạn thẳng \({{{y_1}} \over {{y_2}}} > 2\). Từ đó, suy ra:

            \({{{k_1}} \over {{k_2}}} > 2\)                                    (1)

- Từ lí thuyết, ta viết các phương trình: \(x = {v_0}t;\,y = {1 \over 2}a{t^2};\,a = {F \over m};\,{\rm{W}} = {{m{v^2}} \over 2};\,F = qE\) cho mỗi hạt.

Từ đó, ta có:                                                               

            \({{{k_1}} \over {{k_2}}} = 2{{{{\rm{W}}_2}} \over {{{\rm{W}}_1}}}\)                      (2)

Từ (1) và (2), suy ra \({{\rm{W}}_1} < {{\rm{W}}_2}\)

Sachbaitap.com