Приняв, что минимальная энергия Е нуклона в ядре равна 10 МэВ, оценить, исходя из соотношения неопределенностей, линейные размеры ядра
от

1 Ответ

Дано: минимальная энергия нуклона в ядре E = 10 МэВ.

Найти: линейные размеры ядра, используя соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга для энергии и времени:
ΔE * Δt ≥ ħ / 2,
где ΔE - неопределенность измерения энергии, Δt - неопределенность измерения времени, ħ - приведенная постоянная Планка.

Можно также использовать соотношение неопределенностей для энергии и расстояния:
ΔE * Δx ≥ ħ / 2,
где Δx - неопределенность измерения расстояния.

Известно, что при оценке линейных размеров ядра можно предположить, что энергия ядра равна его кинетической энергии:
E = Ek = (p^2) / (2m),
где p - импульс частицы в ядре, m - масса нуклона.

Таким образом, можно записать:
ΔE * Δx ≥ ħ / 2.

Подставим известное значение энергии и решим уравнение относительно Δx:
(Δx)^2 ≥ (ħ / (2 * ΔE))^2.

Подставим данные и рассчитаем линейные размеры ядра:
Δx ≥ ħ / (2 * sqrt(2 * m * E)).

Учитывая, что 1 МэВ = 1.6 * 10^-13 Дж, и m ≈ 1.67 * 10^-27 кг, проведем вычисления:
Δx ≥ (6.63 * 10^-34) / (2 * sqrt(2 * 1.67 * 10^-27 * 10 * 1.6 * 10^-13)).

Рассчитаем значение линейных размеров ядра:
Δx ≥ 1.23 * 10^-15 м.

Ответ:
Линейные размеры ядра оцениваются как примерно 1.23 * 10^-15 м.
от