|
|
עמוד:59
4 . 5 פוטנציאל ואנרגיה בסעיף ג' של שאלה 4 . 6 גילינו דבר חשוב הקשור לחוק שימור האנרגיה : כאשר חלקיק שמסתו m ומטענו , q עובר מנקודה A שבה שורר פוטנציאל , V לנקודה B שבה שורר פוטנציאל y השינוי באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית שלו , מתאזן על ידי שינוי הפוך באנרגיה הקינטית , באופן שסכומן נשאר זהה ( זאת כאשר הכוח החשמלי הוא הכוח היחיד . ( אפשר לבטא את העיקרון הזה במשוואה -. או 1 v A u הן , כמובן , המהירויות של החלקיק בנקודות B- \ A האמור לעיל נכון כאשר הכוח היחיד הפועל על הגוף הוא הכוח שמפעיל עליו השדה האלקטרוסטטי . כשעוסקים בחלקיקים המאכלסים את העולם האטומי : אלקטרונים , פרוטונים או יונים , אפשר בדרך כלל להתעלם מכוח הכבידה הפועל עליהם . בגלל מסתם הזעירה של חלקיקים אלה , כוח הכבידה הפועל עליהם זניח בדרך כלל לעומת הכוח שפועל עליהם בשדות חשמליים מצויים . בעזרת שדה חשמלי אפשר להאיץ אלקטרונים , פרוטונים או יונים שונים למהירויות גבוהות מאוד . עושים זאת במאיצי חלקיקים , שהם חלק בלתי נפרד מהמחקר הפיסיקלי מאז שנות השלושים של המאה ( ראה שאלת סיכום . ( 25 כל מאיץ כזה הוא מתקן המפעיל על החלקיק הטעון שדה חשמלי . את החלקיקים המהירים היוצאים מהמאיץ מכוונים אל " מטרה" שיכולה להיות חומר מוצק , נוזל או גז . מן המתרחש כאשר הקליע פוגע במטרה ניתן ללמוד על מבנה האטום והגרעין . נוסף לחשיבותם במחקר הבסיסי , יש למאיצי חלקיקים גם חשיבות מעשית בתחומים שונים . לדוגמא , החלקיקים המהירים משמשים בהצלחה לריפוי סרטן ) . כאשר מקרינים את הגוף באלומה של חלקיקים אלה , הם הורסים את התאים הסרטניים במהירות רבה יותר מאשר את התאים הבריאים ( . יחידת האנרגיה המקובלת ( הג'אול ) היא גדולה מאוד ביחס לאנרגיות קינטיות של חלקיקים . את האנרגיה הקינטית של החלקיקים המואצים במאיץ נוח למדוד ביחידה המכונה אלקטרון וולט . ( eV ) זו כמות האנרגיה המתווספת לחלקיק , שמטענו שווה למטען האלקטרוני e , ( למשל אלקטרון , פרוטון או יון שמטענו + e או , { -e כשמאיצים אותו באמצעות מתח של וולט אחד . כזכור , e = 1 . 60 xl 0- C ולכן J CxlV 1 . 6 xlO leV 1 . 6 xlO = = כלומר , אלקטרון וולט אחד שווה 1 . 6 xlO- ג'אול . לפניך הכינויים והסימונים של אלף , מיליון ומיליארד אלקטרון וולט .
|
|