轻原子核(如氢及其同位素氘、氚的原子核)结合成为较重原子核的过程,叫做核聚变。核聚变过程可以释放出大量能量。例如,四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核(α粒子)时,可释放出28MeV的能量。这类核聚变就是太阳发光、发热的能量来源。如果我们能在地球上实现核聚变,就可以得到非常丰富的能源。实现核聚变的困难在于原子核都带正电,互相排斥,在一般情况下不能互相靠近而发生结合。只有在温度非常高时,热运动的速度非常大,才能冲破库仑排斥力的壁垒,碰到一起发生结合,这叫做热核反应。根据统计物理学,绝对温度为T时,粒子的平均平动动能为式中K=1.38×10-23J/K叫做玻耳兹曼常量。已知质子质量mp=1.67×10-27kg,电荷e=1.6×10-19C,半径的数量级为10-15m。试计算: (1)一个质子以怎样的动能(以eV表示)才能从很远的地方达到与另一个质子接触的距离? (2)平均热运动动能达到此数值时,温度(以K表示)需高到多少?
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电子在匀强磁场中作圆周运动,周期为T=1.0⨯10-8s。 (1)求磁感应强度的大小; (2)如果电子在进入磁场时所具有的能量为3.0⨯103eV,求圆周的半径。
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设粒子在宽度为a的一维无限深势阱运动时,其德布罗意波在阱内形成驻波,试利用这一关系导出粒子在阱中的能量计算式.
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轻原子核(如氢及其同位素氘、氚的原子核)结合成为较重原子核的过程,叫做核聚变.在此过程中可以释放出巨大的能量.例如四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核(α粒子)时,可释放出25.9MeV 的能量.即 这类聚变反应提供了太阳发光、发热的能源.如果我们能在地球上实现核聚变,就能获得丰富廉价的能源.但是要实现核聚变难度相当大,只有在极高的温度下,使原子热运动的速度非常大,才能使原子核相碰而结合,故核聚变反应又称作热核反应.试估算: (1)一个质子(11H )以多大的动能(以电子伏特表示)运动,才能从很远处到达与另一个质子相接触的距离? (2)平均热运动动能达到此值时,温度有多高? (质子的半径约为1.0 ×10-15 m)
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在一维无限深势阱中粒子运动的能量的最小值为零。
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质量为m的粒子沿x轴运动,其势能函数可表示为:,求解粒子的归一化波函数和粒子的能量。
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根据经典的能量均分定律,固体晶格振动热容在高温时趋近(),与温度无关;低温时偏离增大,与温度的()成正比。
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卢瑟福在一篇文章中写道:可以预言,当α粒子与氢原子相碰时,可使之迅速运动起来。按正碰撞考虑很容易证明,氢原子速度可达α粒子碰撞前速度的1.6倍,即占入射粒子能量的64%。试证明此结论(碰撞是完全弹性的,且α粒子质量接近氢原子质量的四倍)。
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带电粒子在过饱和液体中运动,会留下一串气泡显示出粒子运动的径迹.设在气泡室有一质子垂直于磁场飞过,留下一个半径为3.5cm的圆弧径迹,测得磁感强度为0.20T,求此质子的动量和动能.
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