Skorzystaj z klasycznego wzoru na energię kinetyczną:
Podstawiając dane liczbowe nie zapomnij o uporządkowaniu jednostek. Prędkość wyraź w m/s, uwzględnij kwadrat prędkości światła w jednostce masy.
2
Ćwiczenie 5
Zaproponuj osłonę radiologiczną służącą do ochrony przed promieniowaniem wyemitowanym z jądra Indeks górny 226226Ra. Izotop Indeks górny 226226Ra jest -promieniotwórczy. W ok 94% przypadkach rozpadów emitowana jest tylko jedna cząstka o energii 4,8 MeV. Pozostałe 6% rozpadów możesz w tym zadaniu zaniedbać.
Wybierając materiał weź pod uwagę jego odporność na starzenie i wilgoć.
Przykładowa odpowiedź: Osłona zbudowana z 2 mm warstwy szkła.
R12pjKRVO2jK81
Ćwiczenie 6
R1KIZRQYCTsrY1
Ćwiczenie 6
2
Ćwiczenie 7
ReWnfCVyO3fdi
Na cząstkę poruszającą się w polu magnetycznym działa siła Lorentza . Jeśli cząstka porusza się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wektora indukcji pola magnetycznego siła Lorentza pełni rolę siły dośrodkowej, a cząstka porusza się po okręgu.
Wartość siły Lorentza jest równa , czyli , skąd . W ostatnim kroku należy wyznaczyć prędkość cząstki przez jej energię kinetyczną: , skąd . Podstawiając wyrażenie na prędkość otrzymuje się wzór .
3
Ćwiczenie 8
Wyobraź sobie, że masz za zadanie skonstruować separator rozdzielający cząstki o różnej energii (tzw. filtr prędkości), wykorzystujący jednorodne pole magnetyczne (patrz rysunek poniżej). Oblicz wartość wektora indukcji magnetycznej pola magnetycznego, którego należałoby użyć, aby rozdzielić dwie wiązki o energii = 2 MeV i = 2,5 MeV na odległość = 10 cm. Wynik podaj z dokładnością do 2 cyfr znaczących.
R1R08M1SdQlvv
RgoYSuNYvgwnl
W pierwszym kroku warto wyznaczyć promień okręgu, po którym porusza się cząstka w polu magnetycznym.
Na cząstkę poruszającą się w polu magnetycznym działa siła Lorentza . Jeśli cząstka porusza się w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku wektora indukcji pola magnetycznego, siła Lorentza pełni rolę siły dośrodkowej, a cząstka porusza się po okręgu.
Wartość siły Lorentza równa jest , czyli , skąd . W kolejnym kroku należy prędkość cząstki wyznaczyć przez jej energię kinetyczną: , skąd . Podstawiając wyrażenie na prędkość otrzymuje się wzór