质子和α粒子以相同的动能垂直于电场线方向射入同一个偏转电场,穿过电场后,它们的侧向移动的距离之比是_;所增加的动量之比是_;所增加的动能之比是_.

问题描述:

质子和α粒子以相同的动能垂直于电场线方向射入同一个偏转电场,穿过电场后,它们的侧向移动的距离之比是______;所增加的动量之比是______;所增加的动能之比是______.

对于任一粒子垂直于电场线方向进入偏转电场后,沿初速度方向都做匀速直线运动,运动时间为:t=

L
v0

侧向位移为 y=
1
2
at2=
EqL2
2m
v 20

又 初动能 Ek0=
1
2
m
v 20

联立得:y=
EL2q
4Ek0

由题:Ek0相同,E、L也相同,则y∝q
质子和α粒子的电荷量之比为1:2,所以它们的侧向移动的距离之比是1:2.
根据动量定理:△P=I=Ft得:△P=Ft=Eq
L
v0
,又 初动能 Ek0=
1
2
m
v 20

联立得:△P=
EqL
m
2Ek0
,因为:质子和α粒子的电荷量之比为1:2,质量之比为:1:4
所以:增加的动量之比为:1:4
电场力做功W=qEy,根据动能定理得:
动能的增量△Ek=W=qEy=qE•
EL2q
4Ek0
=
q2E2L2
4Ek0
∝q2
所以得所增加的动能之比是1:4.
故答案为:1:2、1:4、1:4.