Có thể xem mô hình hạt nhân uranium là một quả cầu có bán kính 7,40.10^-15 m

Giải SBT Vật lí 11 Bài 12: Điện trường

Bài 12.10 (VD) trang 47 Sách bài tập Vật Lí 11: Có thể xem mô hình hạt nhân uranium là một quả cầu có bán kính 7,40.10^-15 m. Biết hạt nhân uranium có 92 proton, điện tích của một hạt proton là 1,60.10^-19 C. Xem gần đúng toàn bộ điện tích của hạt nhân uranium tập trung tại tâm của quả cầu. Hạt nhân uranium sau đó giải phóng một hạt $\alpha$ chứa 2 proton tại bề mặt của hạt nhân (hiện tượng phóng xạ).

a) Tính cường độ điện trường tại bề mặt hạt nhân trước khi giải phóng hạt $\alpha$.

b) Tính lực điện tác dụng lên hạt $\alpha$ tại bề mặt hạt nhân.

Lời giải:

a) Cường độ điện trường trước khi phóng xạ:$E=k\frac{\left.q\right|}{r^2}={9.10}^9\frac{\left.92.1,{60.10}^{-19}\right|}{{\left(7,{40.10}^{-15}\right)}^2}\approx 2,{42.10}^{21}\text{ V/m}$

b) Cường độ điện trường sau khi phóng xạ:$E^{\text{'}}=k\frac{\left.q^{\text{'}}\right|}{r^2}={9.10}^9\frac{\left.\left(92-2\right).1,{60.10}^{-19}\right|}{{\left(7,{40.10}^{-15}\right)}^2}\approx 2,{37.10}^{21}\text{ V/m}$

Lực điện tác dụng lên hạt $\alpha :F=q_{\alpha }{E}^{\text{'}}\approx 2\cdot 1,{60.10}^{-19}\cdot 2,37\cdot {10}^{21}\approx 758\text{ N}$ .