Question

19．如圖所示，質子（${\;}_{1}^{1}$H）和α粒子（${\;}_{2}^{4}$He），以相同的初動能垂直射入偏轉電場（粒子不計重力），則這兩個粒子射出電場時的側位移y之比為多少？

Answer 1

分析 粒子在電場中做類平拋運動，應用類平拋運動規律求出粒子的偏移量之比．

解答 解：質子和α粒子垂直射入偏轉電場都做類平拋運動，
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，兩個粒子的初動能E_k相同，E、L相同，
則y與q成正比，質子和α粒子電荷量之比為1：2，側位移y之比為1：2．
答：這兩個粒子射出電場時的側位移y之比為1：2

點評 本題采用運動的分解法研究類平拋運動，運用數學上比例法研究兩個粒子側位移之比．