已知氢核与氦核电量之比为q1:q2=1:2,质量之比为m1:m2=1:4.两种粒子分别垂直射入同一匀强电场,求分别在下列情况下离开电场时它们的横向位移(y)之比:
(1)初速相同;
(2)初动能相同.
(1)粒子做类似平抛运动;
垂直电场线方向:L=v0t ①
平行电场线方向:y=
at2 ②1 2
根据牛顿第二定律,有:qE=ma ③
联立①②③解得:y=qEL2 2m v 20
故当氢核与氦核初速度相同时,有
=y1 y2
=q1 m1 q2 m2
×q1 q2
=m2 m1
×1 2
=4 1
;2 1
(2)由第(1)问分析,得到y=
;qEL2 2m v 20
故当初动能相同相同时,有
=y1 y2
=q1 q2
;1 2
答:(1)初速相同,氢核与氦核的横向位移(y)之比为2:1;
(2)初动能相同,氢核与氦核的横向位移(y)之比为1:2.