Яка є довжина хвилі де Бройля для протонів, що розгинаються у Великому адронному колайдері, коли вони рухаються зі швидкістю, що на 3 м/с менша за швидкість світла в вакуумі? Вважаючи масу протона 1,7·10–27 кг.
Vaska_3950
Для того чтобы решить данную задачу, мы можем использовать формулу де Бройля, которая связывает длину волны материальной частицы с ее импульсом:
\[
\lambda = \frac{h}{p}
\]
где \(\lambda\) - длина волны, \(h\) - постоянная Планка, \(p\) - импульс частицы.
Известно, что импульс может быть записан как:
\(p = m \cdot v\)
где \(m\) - масса протона, а \(v\) - скорость протона.
Зная, что скорость протона в Великом адронном коллайдере (\(v\)) на 3 м/с меньше скорости света в вакууме (\(c\)), где \(c\) - скорость света, мы можем записать:
\(v = c - 3\)
Теперь мы можем подставить \(p = m \cdot v\) в формулу де Бройля и решить задачу.
\[
\lambda = \frac{h}{m \cdot v}
\]
\[
\lambda = \frac{h}{m \cdot (c - 3)}
\]
Где \(h\) и \(m\) известные значения, которые нам даны, а \(c\) равна скорости света в вакууме, приближенно равная \(3 \times 10^8\) м/с.
Давайте подставим числовые значения и посчитаем:
\[
\lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}}{(1.7 \times 10^{-27} \, \text{кг}) \cdot ((3 \times 10^8 - 3) \, \text{м/с})}
\]
Вычислив эту формулу, мы получим значение длины волны де Бройля для протонов, движущихся в Великом адронном коллайдере со скоростью, меньшей чем скорость света в вакууме.
\[
\lambda = \frac{h}{p}
\]
где \(\lambda\) - длина волны, \(h\) - постоянная Планка, \(p\) - импульс частицы.
Известно, что импульс может быть записан как:
\(p = m \cdot v\)
где \(m\) - масса протона, а \(v\) - скорость протона.
Зная, что скорость протона в Великом адронном коллайдере (\(v\)) на 3 м/с меньше скорости света в вакууме (\(c\)), где \(c\) - скорость света, мы можем записать:
\(v = c - 3\)
Теперь мы можем подставить \(p = m \cdot v\) в формулу де Бройля и решить задачу.
\[
\lambda = \frac{h}{m \cdot v}
\]
\[
\lambda = \frac{h}{m \cdot (c - 3)}
\]
Где \(h\) и \(m\) известные значения, которые нам даны, а \(c\) равна скорости света в вакууме, приближенно равная \(3 \times 10^8\) м/с.
Давайте подставим числовые значения и посчитаем:
\[
\lambda = \frac{6.63 \times 10^{-34} \, \text{Дж} \cdot \text{с}}{(1.7 \times 10^{-27} \, \text{кг}) \cdot ((3 \times 10^8 - 3) \, \text{м/с})}
\]
Вычислив эту формулу, мы получим значение длины волны де Бройля для протонов, движущихся в Великом адронном коллайдере со скоростью, меньшей чем скорость света в вакууме.
Знаешь ответ?