静止していた電子を1MV の電位差で加速した。加速された電子の運動エネルギーE …
静止していた電子を1MV の電位差で加速した。加速された電子の運動エネルギーE と電子の静止エネルギーE0 の比（E/E0）に最も近いのはどれか。
- ⑴ 0.50.5になるのは運動エネルギーが約0.26MeVのときで、加速電圧と合いません。
- ⑵ 1.01.0になるのは運動エネルギーが0.511MeVのときです。
- ⑶ 2.01MeV÷0.511MeV≒1.96 となり、2.0が最も近い値です。
- ⑷ 3.33.3になるのは運動エネルギーが約1.7MeVのときです。
- ⑸ 8.28.2になるのは運動エネルギーが約4.2MeVのときです。
解説
正解は⑶です。電子が1MV の電位差で加速されると、得る運動エネルギーは1MeV になります。電子の静止エネルギーは、静止質量に光速の2乗を掛けた約0.511MeV です。したがって運動エネルギーを静止エネルギーで割った比は、1を0.511で割って約1.96 となり、選択肢の中では2.0 が最も近い値です。この比は、電子がどれだけ相対論的な速さになっているかの目安になります。比が1を超えていれば、光速にかなり近い領域に入っていると判断できます。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/seisakunitsuite/bunya/kenkou_iryou/iryou/topics/tp220421-06.html）を加工して作成