Необходимо решить задачу из задачника Иродова Иродов, Задачи по квантовой физике, 4.1. Нерелятивистская частица массы m с кинетической энергией K испытала упругое рассеяние на первоначально покоившемся ядре массы M. Найти в Ц-системе импульс каждой частицы и их суммарную кинетическую энергию.
Пусть до столкновения скорость нерелятивистской частицы равна V. После столкновения скорость частицы будет равна V1, а скорость ядра - V2. Используя законы сохранения импульса и энергии, получим следующие уравнения:
Пусть до столкновения скорость нерелятивистской частицы равна V. После столкновения скорость частицы будет равна V1, а скорость ядра - V2.
Используя законы сохранения импульса и энергии, получим следующие уравнения:
1) mV = mV1 + MV2
2) K = 1/21/21/2mV^2 = 1/21/21/2mV1^2 + 1/21/21/2Mv2^2
Решая данную систему уравнений, получим:
V1 = m−Mm - Mm−M / m+Mm + Mm+M V
V2 = 2m / m+Mm + Mm+M V
Суммарная кинетическая энергия:
K1 = 1/21/21/2mV1^2 = K m−Mm - Mm−M^2 / m+Mm + Mm+M^2
K2 = 1/21/21/2Mv2^2 = K 4m^2 / m+Mm + Mm+M^2
Импульс первой частицы:
p1 = mV1 = m m−Mm - Mm−M / m+Mm + Mm+M V
Импульс второй частицы:
p2 = Mv2 = 2m M / m+Mm + Mm+M V
Таким образом, мы нашли искомые величины в Ц-системе.