打字猴:1.700948019e+09
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1700948020 (其实,这是你着手处理任何复杂或不熟悉的问题如何着手的方法问题:你们首先获得一个粗略的概念;然后在你们对它了解得较多后再回过头来,并更仔细地去解这个问题。)
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1700948022 所以最初的粗略分析会遇到像这样的事情:当质子飞过时,它受到来自核的侧向力的作用——当然,也有其他方向的力,是侧向力使它偏转,不再沿原来的直线方向前进,现在它有了向上的速度分量。换句话说,它获得了力的作用产生的、在力的方向上的一些向上的动量。
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1700948024 现在要问,向上的力有多大?嗯,它沿质子运动路径变化。但粗略地估计它或多或少依赖于b ,而最大的力(当质子通过中心位置时)为
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1700948030 (我用e2 代替 ,所以我就可以写方程式快一些。[3] )
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1700948032 如果我知道力作用时间有多长,那么我就能估计出它传送的动量。力作用了多长时间呢?嗯,质子离在一英里以外不受到力的作用。但是,粗略地讲,只要质子和原子核处在通常邻近距离上,就有通常量级的力对它作用。多远?距离原子核b 的范围以内通过时就有或大或小的力?所以力的作用时间就是距离b 的数量级除以速率v (见图3-6)。
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1700948040 图3-6 原子核的电力对质子的有效作用时间正比于它们之间的最近距离
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1700948042 牛顿定律告诉我们,力等于动量的变化率——所以,要是我们把力乘以其作用的时间,就得到动量的改变。因此,质子获得的垂直方向的动量为
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1700948047 上式并不精确 成立;归根到底,当我们对这种情况作精确积分时,就可能出现2.716这种或其他数字因子——至于现在,我们只是试图求出依赖于各个字母所代表的物理量的数量级。
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1700948049 当粒子离开时具有的水平方向的 动量,实际上与它入射时的动量相同,其为mv :
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1700948054 (如果考虑到相对论,这是你需要改变的唯一的东西。)
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1700948056 现在要问:偏转角是多少?我们知道“向上”的动量是Ze2 /bv ,“横向”动量是mv ,而向上动量对“横向”动量的比就是偏转角的正切——或者,因为偏转角是如此小,事实上就是角度本身(见图3-7)。
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1700948064 图3-7 质子动量的水平分量与垂直分量决定了偏转角
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1700948066 (3.13)式表明偏转角如何依赖于速度、质量、电荷及所谓的“碰撞参量”——距离b 。当你通过积分来实际计算θ ,而不只是估计,就会发现确实少了一个数值因子,这个因子精确地为2。我不知道你们求积分是否达到这样的水平:如果你们不会计算,不要紧;因为它不是最重要的,正确的角度为
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