题目
随着海拔高度的增大,带电粒子在气体中运动的平均自由行程(),电离能力()。A. 减小、减弱B. 减小、增强C. 增大,减弱D. 增大、增强
随着海拔高度的增大,带电粒子在气体中运动的平均自由行程(),电离能力()。
A. 减小、减弱
B. 减小、增强
C. 增大,减弱
D. 增大、增强
题目解答
答案
D. 增大、增强
解析
本题考查海拔高度对带电粒子在气体中运动的平均自由行程和电离能力的影响。解题思路是分别分析海拔高度变化对气体分子密度的影响,再根据气体分子密度的变化来确定平均自由行程和电离能力的变化情况。
1. 分析海拔高度对气体分子密度的影响
随着海拔高度的增大,空气变得稀薄,气体分子之间的距离增大,这意味着气体分子的密度会减小。
2. 分析气体分子密度减小对平均自由行程的影响
平均自由行程是指带电粒子在连续两次与气体分子发生碰撞之间所经过的平均距离。其计算公式为$\lambda=\frac{kT}{\sqrt{2}\pi d^{2}p}$,其中$k$是玻尔兹曼常量,$T$是气体温度,$d$是气体分子的有效直径,$p$是气体压强。
由于海拔升高,气体压强$p$减小,而$k$、$T$、$d$在一定条件下可视为常数,根据公式可知,平均自由行程$\lambda$会增大。
3. 分析平均自由行程增大对电离能力的影响
电离能力是指带电粒子使气体分子电离的能力。当平均自由行程增大时,带电粒子在与气体分子碰撞之前能够获得更大的能量。当带电粒子与气体分子碰撞时,具有更大能量的带电粒子更容易使气体分子电离,所以电离能力会增强。