作者ntnu (ntnu)
看板Physics
標題[問題] 電子不能在原子核中
時間Tue Aug 2 19:53:30 2016
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【出處】(習題或問題的出處)
近代物理書本的範例
【題目】(題目的文字敘述，如有圖片亦可提供圖片)
題目利用測不準原理證明，若電子束縛在原子核中，所需動能約20MeV，
但實際上貝他衰變放出的電子動能只有1MeV，所以原子核不可能含有電子。
【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡，請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導)
我在想有沒有可能，
電子在原子核中的動能的確為20MeV，
但核衰變時電子從核中射出
因為要克服原子核(吸引電子)的位能，
才導致放出的電子動能只剩1MeV。
所以我不明白電子束縛在原子核中，所需動能約20MeV，
這件事情有何奇怪或矛盾之處？
請大家給我一點線索，謝謝~~~
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1F：推 p112233: 你可以自己估算一下電子在原子核內(假設r=10^-15m)則電子 08/02 20:40
2F：→ p112233: 脫離束縛的能量數量及在哪，有沒有到10Mev的等級 08/02 20:41
3F：→ p112233: 我隨便算一下大概是100Mev左右啦，r取更小只會更大 08/02 20:50
4F：→ p112233: 想想如果真的數量級差不多也不用量力就可以看到滿街衰變 08/02 20:51
5F：→ wohtp: 呃樓上拿什麼估算束縛能的願聞其詳 08/02 20:56
6F：→ wohtp: 我同意原po的想法，這個「證明」建築在原子核裡頭位能跟外 08/02 20:58
7F：→ wohtp: 面差不多的假設上 08/02 20:59
8F：→ wohtp: 要我接受這樣的推論，就要先說服我關於位能的假設是合理的 08/02 21:01
9F：→ wohtp: 不過能量消耗倒不是拿來「克服原子核的吸力」 08/02 21:02
10F：→ wohtp: 如果原子核的位能只是中間低外面高的話，本來被綁在裡面的 08/02 21:04
11F：→ wohtp: 電子永遠都出不去，可以跑到外面的電子本來就不會被綁 08/02 21:05
12F：→ wohtp: 要湊出類似beta decay的現象，需要的不是中間比較低的位能 08/02 21:06
13F：→ wohtp: 井，而是周圍一圈很高可以把電子關住的位能牆 08/02 21:07
14F：→ wohtp: 然後，若是假設牆裡牆外差不多高，就會推出牆裡的動能等於 08/02 21:08
15F：→ wohtp: 鑽出去以後的動能 08/02 21:08
16F：→ wohtp: 不過就是你要先從其他地方拿個好理由說服我兩邊一樣高 08/02 21:09
17F：→ p112233: 他說電子和原子核的吸引力，當然最簡單就是電位能阿 08/02 21:15
18F：→ ntnu: 位能牆的想法，挺不錯的。受益良多，謝謝~ 08/02 21:16
19F：→ p112233: 當然要是原po指的是另一種位能那就當我沒說 08/02 21:16
20F：→ p112233: 只是我猜原po企圖把能量差算到某種位能上面，那我就證明 08/02 21:25
21F：→ p112233: 算在電能頭上是不合理的，當然我們都知道beta衰變不能這 08/02 21:26
22F：→ p112233: 樣算，但是這樣的古典算法是不是對的不重要，重要的是假 08/02 21:26
23F：→ p112233: 設古典是對的也給不出合理的答案 08/02 21:27
24F：→ wohtp: 單純往原子核中心猛吸的電位能不可能關住電子啊 08/02 21:31
25F：→ wohtp: 要講衰變第一個就需要那堵牆，那就肯定是另一種交互作用 08/02 21:32
26F：→ wohtp: 所以我一開始就根本沒去想到電位能 08/02 21:33
27F：→ p112233: 那你就要問原po他是不是在講"那堵牆" 08/02 21:37
28F：→ p112233: 不過既然他提到克服位能，合理猜測就不是指"那堵牆" 08/02 21:42
29F：→ p112233: 因為那堵牆不是被用來克服的，至少我是想不到有什麼方法 08/02 21:42
30F：→ p112233: 可以讓電子跑出去又把多的能量算在那堵牆上面 08/02 21:43