Question

来自质子源的质子(初速度为零),经一加速电压为800 kV的直线加速器加速,形成电流为1 mA的细柱形质子流,已知质子的电荷量e=1.60×10^-19 C.

(1)求这束质子流每秒打在靶上的质子数n;

(2)假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,在质子流中与质子源相距l和4l的两处,各取一段极短的相等长度的质子流,设其中的质子数分别为n₁和n₂,求.

Answer 1

(1)由q=It                                                               ①

    q=Ne,n=                                                               ②

    每秒打在靶上的质子数n==6.25×10¹⁵ (个).                                  ③

(2)由于加速电场是均匀的,质子是从静止开始做匀加速运动,则v²=2as                  ④

    在l和4l处质子的速度之比=                                        ⑤

    由于所取为极短距离Δl,可认为在此距离内质子分别以速度v₁、v₂做匀速运动,由此形成的电流恒为1 mA，则在两段Δl距离内质子的总电荷量分别为：

    q₁=It₁,q₂=It₂,由q=ne

    可得===                                                     ⑥

    代入数据可得=2.                                                      ⑦