Дано:

Заряд альфа-частинки: q = +3,2 * 10^-19 Кл

Швидкість альфа-частинки після вильоту з ядра: v1 = 2 Мм/с = 2 * 10^6 м/с

Різниця потенціалів, через яку проходить альфа-частинка: ΔV = 41,5 кВ = 41,5 * 10^3 В

Шукано: маса альфа-частинки

Розв'язок:

Сила, з якою електричне поле діє на альфа-частинку, обчислюється за формулою F = q * E, де E - напруженість електричного поля.

Оскільки силові лінії напрямлені проти руху частинки, напруженість електричного поля спрямована проти швидкості альфа-частинки, тобто протилежна знаку заряду альфа-частинки:

E = -ΔV / d, де d - відстань, на яку переміщується альфа-частинка під дією електричного поля

Сила F, з якою електричне поле діє на альфа-частинку, спричиняє її прискорення, тому за другим законом Ньютона:

F = ma, де m - маса альфа-частинки, а - прискорення альфа-частинки під дією електричного поля

Підставляємо значення F з першої формули у другу:

ma = qE

m = qE / a

Тепер потрібно знайти відстань d, яку проходить альфа-частинка під дією електричного поля. Цю відстань можна знайти за формулою:

d = v2 * t, де v2 - швидкість альфа-частинки після зупинки, t - час, який альфа-частинка перебувала під дією електричного поля

Оскільки частинка зупинилась, її кінетична енергія повністю перетворилась на потенціальну енергію, тобто

(1/2)mv1^2 = qΔV

t = d / v1

Підставляє