Найти расстояние, к которому могут сблизиться два электрона, движущихся навстречу друг другу с относительной скоростью 10^6 м / с.
Физика 11 класс Уравнение Шрёдингера. Волновые свойства частиц Ключевые слова: расстояние сближение электроны относительная скорость.
Решение:
Для решения задачи необходимо учесть, что электроны обладают зарядом и взаимодействуют друг с другом посредством электромагнитных сил. В данном случае мы можем использовать формулу для потенциальной энергии взаимодействия двух точечных зарядов:
$E_p = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r}$,
где $E_p$ — потенциальная энергия взаимодействия, $k$ — постоянная Кулона, $q_1$ и $q_2$ — заряды электронов, а $r$ — расстояние между ними.
Поскольку электроны движутся навстречу друг другу с относительной скоростью 10^6 м/с, то в момент наибольшего сближения их кинетическая энергия будет равна нулю, и вся энергия системы будет сосредоточена в потенциальной энергии их взаимодействия. Таким образом, мы можем записать уравнение:
$\frac{m \cdot v^2}{2} = k \cdot \frac{e^2}{r}$
где m — масса электрона, v — относительная скорость электронов, e — заряд электрона.
Решая это уравнение относительно r, получаем:
$r = \frac{e^2}{k \cdot m \cdot v^2}$
Подставляя значения констант и скорости, получаем:
$r ≈ 3,3 \cdot 10^{-15} м$
Ответ: два электрона могут сблизиться на расстояние около 3,3 * 10⁻¹⁵ метра.
Примечание: в решении не учтён релятивистский эффект, который может влиять на взаимодействие частиц при таких высоких скоростях.
Ответ создан при помощи искусственного интеллекта. Могут быть ошибки, проверьте информацию при необходимости.