Question

來自質子源的質子(初速度為零),經一加速電壓為800 kV的直線加速器加速,形成電流為1 mA的細柱形質子流,已知質子的電荷量e=1.60×10^-19 C.

(1)求這束質子流每秒打在靶上的質子數n;

(2)假定分布在質子源到靶之間的加速電場是均勻的,在質子流中與質子源相距l和4l的兩處,各取一段極短的相等長度的質子流,設其中的質子數分別為n₁和n₂,求.

Answer 1

(1)由q=It                                                               ①

    q=Ne,n=                                                               ②

    每秒打在靶上的質子數n==6.25×10¹⁵ (個).                                  ③

(2)由于加速電場是均勻的,質子是從靜止開始做勻加速運動,則v²=2as                  ④

    在l和4l處質子的速度之比=                                        ⑤

    由于所取為極短距離Δl,可認為在此距離內質子分別以速度v₁、v₂做勻速運動,由此形成的電流恒為1 mA，則在兩段Δl距離內質子的總電荷量分別為：

    q₁=It₁,q₂=It₂,由q=ne

    可得===                                                     ⑥

    代入數據可得=2.                                                      ⑦