2. 粒子の「体重」を比較! ⚖️
粒子が静止している時のエネルギー(静止エネルギー $E_0 = m_0 c^2$)を比較しよう。
3. 相対論的効果:光速に近づくと? 🚀
粒子のスピード $v$ が光速 $c$ に近づくと、これまでの物理学(ニュートン力学)が通用しないため、特殊相対性理論という新しいルールが必要。
- 全エネルギー$E = \text{静止エネルギー } E_0 + \text{運動エネルギー } K$
- 質量の増加:$m = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \beta^2}} \quad (\beta = v/c)$
- 粒子のスピードが光速に近づくほど、その粒子はどんどん重くなる!
電圧による加速エネルギー $K$ ⚡
電気量 $z \cdot e$ の粒子に電圧 $V$ [V] をかけて加速させたときの運動エネルギー。
公式:$K = z \cdot V \, \text{[eV]}$
- 電子を 1 V で加速:$1 \cdot 1 = \mathbf{1 \, eV}$
- α 粒子を 1 V で加速:α は $2e$ なので $2 \cdot 1 = \mathbf{2 \, eV}$ !