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No.1ベストアンサー
- 回答日時:
問題文で「初速度2.0*10^7[m/s]」なのが「金の原子核」なのか「アルファ粒子」なのかはっきりしませんが、常識的に「アルファ粒子「と考えます。
初速度2.0*10^7[m/s]は静止していると考えます。
(金の質量数が書かれていませんが、197uぐらいなので、アルファ粒子との質量比から「静止している」と考えてもそれほど誤差は大きくないとみなしてよいのかな? 要求精度によります)
金の原子核とアルファ粒子との間に働く斥力(クーロン力)は、2つの原子核間の距離 r の関数であり、クーロン定数を k=1/(4パイE0) として
F = k*Q1*Q2/r^2
= k*158e^2 /r^2
です。
この力に逆らってアルファ粒子を「無限遠→最近点 r0」まで移動する仕事が、無限遠でアルファ粒子が持っていた運動エネルギーに等しい、ということから求まります。
もし、金の原子核が静止しているとみなせない程度の精度が必要なら、「金の原子核とアルファ粒子の重心」周りの運動として解く必要があります。
外力は働かないので、運動量が保存されます。
「解き方」は以上。あとはご自分で。
No.2
- 回答日時:
No.1 です。
あれ、最初の分がおかしい。問題文で「初速度2.0*10^7[m/s]」なのが「金の原子核」なのか「アルファ粒子」なのかはっきりしませんが、常識的に「アルファ粒子「と考えます。
「金の原子核」は静止していると考えます。
が正しいです。
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