比荷是什么与什么的比值
在物理必修三开篇的第一课,我们就会学习到比荷的概念。比荷是一个重要的物理量,你知道它是怎么算出来的吗?比荷的公式是如何推导出来的?
比荷是什么与什么的比值
人们把粒子的电荷量和质量的比值叫做粒子的比荷,又称荷质比。
比荷是什么?
电子电量e和电子静质量m的比值(e/m)是电子的基本常数之一,又称电子比荷。1897年J.J.汤姆孙通过电磁偏转的方法测量了阴极射线粒子的荷质比,它比电解中的单价氢离子的荷质比约大2000倍,从而发现了比氢原子更小的组成原子的物质单元,定名为电子。
精确测量电子荷质比的值为1.75881962×10^11库仑/千克,约等于1.76×10^11C/kg。根据测定电子的电荷,可确定电子的质量。
20世纪初W.考夫曼用电磁偏转法测量β射线(快速运动的电子束)的荷质比,发现e/m随速度增大而减小。
这是电荷不变质量随速度增加而增大的表现,与狭义相对论质速关系一致,是狭义相对论实验基础之一。用e/m表示。
比荷的公式推导:
比荷是指单位质量物体所受到的力的大小,通常用牛顿/千克(N/kg)表示。其公式可以通过以下推导得到:
根据牛顿第二定律,物体所受合力等于物体的质量乘以加速度,即:
F=ma
其中,F为物体所受合力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
将上式变形可得:
F=mg*cosθ
其中,g为重力加速度,θ为物体所受合力与重力的夹角。
因此,单位质量物体所受到的力大小为:
F=mg*cosθ
将其化简可得:
F=(mg^2)/(2R)cosθ
其中,R为物体到支点的距离。
同位素的比荷相同吗?
同位素的比荷是不相同的。
具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同核素称为同位素,而带电体的电荷量和质量的比值叫做荷质比,又称比荷。同位素电荷量相同,但因为中子数不同所以质量是不同的。所以同位素的比荷是不相同的。