题目
(1)假定金核半径为 7.0 mathrm(fm),试问:入射质子需要多少能量,才能在对头碰撞时刚好到达金核的表面?(2)若金核改为铝核,使质子在对头碰撞时刚好到达铝核的表面,那么,入射质子的能量应为多少?设铝核半径为 4.0 mathrm(fm)。
(1)假定金核半径为 $7.0\ \mathrm{fm}$,试问:入射质子需要多少能量,才能在对头碰撞时刚好到达金核的表面?
(2)若金核改为铝核,使质子在对头碰撞时刚好到达铝核的表面,那么,入射质子的能量应为多少?设铝核半径为 $4.0\ \mathrm{fm}$。
题目解答
答案
(1) 对于金核,$ K = k \frac{Z_{\text{Au}} e^2}{r_{\text{Au}}} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{79 \times (1.6 \times 10^{-19})^2}{7.0 \times 10^{-15}} = 2.598 \times 10^{-12} \, \text{J} = 16.24 \, \text{MeV} $。
(2) 对于铝核,$ K = k \frac{Z_{\text{Al}} e^2}{r_{\text{Al}}} = 8.99 \times 10^9 \times \frac{13 \times (1.6 \times 10^{-19})^2}{4.0 \times 10^{-15}} = 7.48 \times 10^{-13} \, \text{J} = 4.68 \, \text{MeV} $。
答案:
(1) $ 16.2 \, \text{MeV} $(约 $ 16.2 \, \text{MeV} $)。
(2) $ 4.7 \, \text{MeV} $(约 $ 4.68 \, \text{MeV} $)。