2018-07-08
Частица массы $m$ налетает на покоящееся ядро массы $M$, возбуждая эндоэнергетическую реакцию. Показать, что пороговая (минимальная) кинетическая энергия, при которой эта реакция становится возможной, определяется формулой $T_{th} = \frac{m + M}{M} |Q|$.
Решение:
Требуемая энергия минимальна, когда продукты реакции движутся в направлении падающей частицы с одинаковой скоростью (так что комбинация покоится в центре масс системы отсчета). Тогда мы имеем
$\sqrt{2mT_{th}} = (m + M) v$
(Полная масса постоянна в нерелятивистском пределе).
$T_{th} - |Q| = \frac{1}{2}(m + M)v^{2} = \frac{mT_{th} }{M + m}$
или $T_{th} \frac{M}{m + M} = |Q|$
Следовательно, $T_{th} = \left (1 + \frac{m}{M} \right ) |Q|$