Bài 12.10 (VD) - Phần B trang 47

1. Nội dung câu hỏi: 

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 $1,60 \cdot 10^{-19} \mathrm{C}$. 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.
 

2. Phương pháp giải: 

Áp dụng công thức tính cường độ điện trường.
 

3. Lời giải chi tiết: 

a) Cường độ điện trường trước khi phóng xạ:
$
E=\frac{k|q|}{r^2}=\frac{9 \cdot 10^9 \cdot\left|92 \cdot 1,6 \cdot 10^{-19}\right|}{\left(7,4 \cdot 10^{-15}\right)^2} \approx 2,42 \cdot 10^{21} \mathrm{~V} / \mathrm{m}
$
b) Cường độ điện trường sau khi phóng xạ:
$
E^{\prime}=\frac{k\left|q^{\prime}\right|}{r^2}=\frac{9.10^9 \cdot\left|(92-2) \cdot 1,6 \cdot 10^{-19}\right|}{\left(7,4 \cdot 10^{-15}\right)^2} \approx 2,37.10^{21} \mathrm{~V} / \mathrm{m}
$
Lực điện tác dụng lên hạt a:
$
F=q_\alpha E^{\prime} \approx 2.1,60.10^{-19} \cdot 2,37.10^{21} \approx 758 \mathrm{~N}
$