20xx滬科版高中物理選修3-5第4章從原子核到夸克ppt章末總結(jié)課件(編輯修改稿)
2024-12-23 09:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衰變后的新核和放出的粒子 (α粒子、 β粒子 )形成外切圓或內(nèi)切圓． 三、原子核物理與動(dòng)量、能量相結(jié)合的綜合問題 例 3 足夠強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)靜止的氡核 Rn， 它放射出一個(gè) α粒子后變?yōu)?Po核 ． 假設(shè)放出的 α粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直 ， 求： (1)α粒子與 Po核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的軌跡圓的半徑之比，并定性畫出它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖． 222 86 解析 氡核經(jīng) α 衰變的核反應(yīng)方程為 R n→ Po ＋ 42 He ， 衰變的過程極短，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒．設(shè) α 粒子速度方向?yàn)檎? 則由動(dòng)量守恒定律得： 0 ＝ m α v α － m Po v Po ， 即 m α v α ＝ m Po v Po α 粒子與反沖核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，洛倫茲力提供其做勻 速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即 q v B ＝ mv2r， r ＝m vqB∝1q， 故r αr Po＝q Poq α＝842＝421，示意圖如圖甲所示． 答案 42 ∶ 1 見解析圖 222 86 218 84 (2)α粒子與 Po核兩次相遇的時(shí)間間隔與 α粒子運(yùn)動(dòng)周期的關(guān)系；(設(shè)質(zhì)子和中子質(zhì)量相等 ) 解析 它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期 T ＝2π rv＝2π mqB∝mq，它們的周期之比為T αT Po＝m αm Poq Poq α＝4218842＝84109， 即 109Tα＝ 84TPo， 這樣 ， α粒子轉(zhuǎn) 109圈 ， Po核轉(zhuǎn) 84圈 ， 兩者才相遇 ． 所以 α粒子與 Po核兩次相遇的時(shí)間間隔 Δt＝ 109Tα. 答案 Δt＝ 109Tα (3)若某種放射性元素在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)方向發(fā)生 β衰變 ，則 β粒子和反沖核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖與上述 α衰變運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖有何不同 ？ 解析 若放射性元素在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直磁場(chǎng)方向 發(fā)生 β衰變 ， 則 β粒子和反沖衰變過程仍符合動(dòng)量 守恒定律 ， 它們也在洛倫茲力作用下做勻速圓周 運(yùn)動(dòng) ， 但由于 β粒子帶負(fù)電 ， 反沖核帶正電 ， 衰變時(shí)它們兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向相反 ， 但受的洛倫茲力方向相同 ， 所以它們的軌跡圓是內(nèi)切的 ， 且 β粒子的軌跡半徑大于反沖核的軌跡半
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