В Большом адронном коллайдере (БАК) протон ускоряется до энергии 7 ТэВ. Рассчитать: До какой скорости разгоняется протон? При какой температуре может быть она достигнута?

8 Апр 2021 в 19:42
91 +1
0
Ответы
1

Для расчета скорости протона, воспользуемся формулой кинетической энергии:

K = (1/2)mv^2

где K - кинетическая энергия протона, m - масса протона, v - скорость протона.

Ускорение протона до энергии 7 ТэВ (7*10^12 эВ) равно:

K = 710^12 1.6*10^-19 Дж

Масса протона m = 1.67*10^-27 кг

Подставляя известные значения, найдем скорость протона:

710^12 1.610^-19 = (1/2) 1.6710^-27 v^2

v = √((710^12 1.610^-19 2)/(1.67*10^-27))

v ≈ 299792458 м/с (скорость света в вакууме)

Для расчета температуры протона воспользуемся формулой:

E = (3/2)kT

где E - энергия, k - постоянная Больцмана (1.38*10^-23 Дж/К), T - температура.

E = 710^12 1.6*10^-19 Дж (кинетическая энергия протона)

Подставляя известные значения, найдем температуру протона:

710^12 1.610^-19 = (3/2) 1.3810^-23 T

T = (710^12 1.610^-19 2)/(3 1.3810^-23)

T ≈ 1.87*10^13 К

Таким образом, протон в Большом адронном коллайдере разгоняется до скорости света и достигает температуры около 1.87*10^13 К.

17 Апр 2024 в 19:25
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир