Question

19．如圖所示，質(zhì)子（${\;}_{1}^{1}$H）和α粒子（${\;}_{2}^{4}$He），以相同的初動(dòng)能垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)（粒子不計(jì)重力），則這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)位移y之比為多少？

Answer 1

分析 粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求出粒子的偏移量之比．

解答 解：質(zhì)子和α粒子垂直射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)都做類平拋運(yùn)動(dòng)，
由牛頓第二定律得：a=$\frac{qE}{m}$，
水平方向：L=vt，
豎直方向：y=$\frac{1}{2}$at²，
解得：y=$\frac{qE{L}_{\;}^{2}}{2m{v}_{\;}^{2}}$=$\frac{qE{L}_{\;}^{2}}{4{E}_{k}^{\;}}$，
由圖可知，兩個(gè)粒子的初動(dòng)能E_k相同，E、L相同，
則y與q成正比，質(zhì)子和α粒子電荷量之比為1：2，側(cè)位移y之比為1：2．
答：這兩個(gè)粒子射出電場(chǎng)時(shí)的側(cè)位移y之比為1：2

點(diǎn)評(píng) 本題采用運(yùn)動(dòng)的分解法研究類平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用數(shù)學(xué)上比例法研究?jī)蓚�(gè)粒子側(cè)位移之比．