Задача по электродинамике №244

Электрон и протон ускоряются одинаковой разностью потенциалов до нерелятивистских скоростей. Во сколько раз отличаются длины волн де Бройля электрона и протона после ускорения? Считать, что начальная кинетическая энергия частиц была пренебрежимо мала.

Так как начальная кинетическая энергия электрона пренебрежительно мала и рассматривается случай небольших скоростей, то в результате ускорение электрон приобрел кинетическую энергию

     p2 E = m-e,       e

где me  – масса электрона, pe  – его импульс.
При этом электростатическое поле совершило над электроном работу

A =eU,

где e  – модуль заряда электрона, U  – ускоряющая разность потенциалов. Как следует из закона сохранения энергии,

    -p2e-              √ ------ E = 2me = A =eU ⇒ pe =  2meeU.

Аналогично можно найти импульс протона после ускорения

    ∘ ------ pp =  2mpeU,

где mp  – масса протона. При записи последней формулы учтено, что модуль заряда протона равен модулю заряда электрона.
Согласно гипотезе де Бройля, длина волны частицы, имеющей импульс p  равна

λ = h,     p

где h  – постоянная планка.
Следовательно, искомое отношение длин волн

         ∘--- n = λe =   mp-≈ 43     λp     me
Оцените статью
Я решу все!