|
|
Page:60
1 קא"ו , 1 lkeV ( = lkilo eV ) = 10 eV מא"ו , 1 lMeV ( = lmillion eV ) = 10 eV גא"ו , lGeV ( = l"giga" eV ) = 10 eV אלקטרון וולט הוא יחידה נוחה מאוד לשימוש כשעוסקים באנרגיה של אלקטרונים ויונים בשדה חשמלי . נניח שבמאיץ אלקטרונים מתח ההאצה הוא 15 מיליון וולט . מהי האנרגיה הקינטית של האלקטרון הנפלט מהמאיץ ? התשובה פשוטה 15 — מיליון אלקטרון וולט . יון שלילי בעל מטען ,-e שיואץ באותו מתח , ירכוש אותה אנרגיה קינטית , למרות שמסתו גדולה אלפי מונים ממסת האלקטרון . המה » ר 1 ת של החלקיק המואץ תלויה גם במסה שלו , אך האנרגיה הקינטית שרכש במאיץ תלויה אך ורק במטען ) . שאלה : לאיזו אנרגיה יואץ , באותו מאיץ , יון שמטענו (? -26 הקשר הידוע בין מהירות לאנרגיה קינטית : K = mv 2 ששירת אותנו בנאמנות כשעסקנו ^ במכוניות , במטוסים ובגופים נופלים " , נכשל" כשעוסקים באלקטרונים או ביונים באנרגיות גבוהות . את הסיבה לכך מספקת תורת היחסות , שבה נעסוק בחלקו השני של הקורס . אחת התוצאות של תורת היחסות היא , שמהירותו של גוף חומרי אינה יכולה לעבור את מהירות האור 299 , 793 ) ק"מ בשנייה ) או אפילו להגיע אליה . במהירויות הקרובות למהירות האור " ) מהירויות 2 יחסותיות , ( " המשוואה ^ 2 mv אינה נכינה ' והאנרגיה הקינטית של הגוף ניתנת על ידי ביטוי מסובך יותר . זה נכון הן לאלקטרונים ופרוטונים והן לגופים "גדולים . " אלא שהאצתם של גופים גדולים למהירויות יחסותיות אינה בהישג ידנו , בעוד הקניית מהירות הקרובה למהירות האור לאלקטרונים ופרוטונים היא עניין של יום יום במאיצים המודרניים . נציין , בלי הוכחה , כי אלקטרון מגיע למהירות יחסותית באנרגיה קינטית מסדר גודל של 0 . 5 מא"ו , ופרוטון — באנרגיה של כ 1 , 000 מא"ו . בחלקו השני של הקורס נרחיב בנושא זה . האצת אלקטרונים למהירות יחסותית דורשת ציוד יקר למדי . אולם מאיץ צנוע , המגיע לאנרגיה של כמה עשרות אלפי אלקטרון וולט , מצוי כמעט בכל בית . הכוונה היא לשפופרת הטלוויזיה המכונה גם מנורת מסן . התמונה בטלוויזיה שחור לבן נוצרת כאשר אלומה של אלקטרונים פוגעת בדופן הזכוכית של השפופרת . הדופן מצופה מצידה הפנימי בחומר זוהר ( פלורוסנטי , ( הפולט אור כשפוגעים בו אלקטרונים . אלומת האלקטרונים סורקת את המסך במהירות רבה 25 , או 30 פעם בשנייה , באופן שהמסך כולו נראה מואר . בעזרת שינוי עוצמת האלומה יוצרים על המסך פסיפס של נקודות שבהירותן שונה , וזו התמונה שאנו רואים ( בטלוויזיה צבעונית , הדופן הפנימית מצופה בשלושה חומרים פלורוסנטים שונים , הזוהרים בשלושה צבעי יסוד , ושלוש אלומות שונות של אלקטרונים סורקות אותה . ( איור : 4 . 11 תיאור סכימתי של כמה מאפיינים במבנה אפשרי של שפופרת טלוויזיה . שפופרת דומה משמשת באוסצילוסקופ .
|
|