计算电子的速度

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(keV MeV 都是能量单位,不是动量单位。你笔误打错了一个字。)

预备性的基本物理知识:
电子的静止质量 m0 = 9.11 × 10^(-31) 千克
符号 ^ 表示乘方运算。

用c代表光速,m0×c^2 = 511 keV

狭义相对论的一个基本公式:
m = m0/SQRT(1 - v^2/c^2)
具有 m0 静止质量的物质 以速度v 运动时的质量是m。
表达式中 SQRT 表示求平方根的运算 (square root)

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用经典力学计算动能为2keV电子的速度v
(1/2)×m0×v^2 = 2 keV
(1/2)×m0×c^2×(v^2/c^2) = 2 keV
(1/2)×511 keV×(v^2/c^2) = 2 keV
v^2/c^2 = 4/511
v/c = 0.088474791
v = 8.84748% × c = 2.65 × 10^7 米/秒

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用狭义相对论计算动能为2MeV电子的速度v
狭义相对论下,物体的动能 = 物体总能量 - 物体静止能
T = m*c^2 - m0*c^2
2 MeV = (m-m0)×c^2
2 MeV = [m0/SQRT(1 - v^2/c^2) - m0] c^2
2 MeV = [1/SQRT(1 - v^2/c^2) - 1] × m0×c^2
2 MeV = [1/SQRT(1 - v^2/c^2) - 1] × 511 keV
[1/SQRT(1 - v^2/c^2) - 1] = 511 keV/2MeV = 0.2555
1/SQRT(1 -v^2/c^2) = 1.2555
SQRT(1-v^2/c^2 = 1/1.2555 = 0.7995420
1 - v^2/c^2 = 0.6344
v^2/c^2 = 0.3656
v/c = 0.6046
v = 60.46% × c = 1.8139 × 10^8 米/秒

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