Question

來自質(zhì)子源的質(zhì)子(初速度為零),經(jīng)一加速電壓為800 kV的直線加速器加速,形成電流為1 mA的細(xì)柱形質(zhì)子流.已知質(zhì)子電荷量e=1.60×10^-19 C.這束質(zhì)子流每秒打到靶上的個數(shù)為　　　　.假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處,各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流,其中的質(zhì)子數(shù)分別為n₁和n₂,則n₁∶n₂=　　　　. 

Answer 1

解析:質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)由I=可知

==6.25×10¹⁵.

建立如圖所示的“柱體微元”模型,設(shè)質(zhì)子經(jīng)過距質(zhì)子源L和4L處時的速度分別為v₁、v₂,在L和4L處作兩個長為ΔL(極短)的柱體微元.因ΔL極短,故L和4L處的兩個柱體微元中的質(zhì)子的速度可分別視為v₁、v₂.對于這兩個柱體微元,設(shè)單位體積內(nèi)的質(zhì)子數(shù)分別為n₁和n₂,由I===neSv可知,I₁=n₁eSv₁,I₂=n₂eSv₂,作為串聯(lián)電路,各處的電流相等,

所以I₁=I₂,

故=.

根據(jù)動能定理,分別有

eEL=m,eE·4L=m

可得=,

因此,兩柱體微元中的質(zhì)子數(shù)之比=.

答案:6.25×10¹⁵　2∶1