高考申論題
113年
[輻射安全] 放射物理學與輻射劑量學
第 二 題
若需要將一個質子（m0 =1.00727 amu）加速到使其動能為 1000 MeV（1 TeV），請計算質子的總能量（MeV）以及其速度（m/s）。另外，請說明質子通常會使用何種設備來加速？（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對高能粒子計算題，因動能（1000 MeV）已大於或接近其靜止能量（約 938 MeV），必須使用相對論力學而非古典牛頓力學。解題第一步是利用 1 amu = 931.5 MeV 換算出靜止能量，接著由『總能量 = 靜止能量 + 動能』得出總能量，最後代入勞侖茲因子 γ 推導出速度。同時，需將相對論效應連結到加速器設備的選擇。
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【解題思路】利用相對論之質能互換公式與勞侖茲因子（Lorentz factor, γ）進行推導，並依據高能物理的相對論效應選擇適合的加速器設備。 【詳解】 已知：
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