20xx滬科版高中物理選修3-5第4章從原子核到夸克ppt章末總結課件(編輯修改稿)
2024-12-23 09:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 可能做勻速圓周運動，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、原子核物理與動量、能量相結合的綜合問題 例 3 足夠強的勻強磁場中有一個原來靜止的氡核 Rn， 它放射出一個 α粒子后變?yōu)?Po核 ． 假設放出的 α粒子運動方向與磁場方向垂直 ， 求： (1)α粒子與 Po核在勻強磁場中的軌跡圓的半徑之比，并定性畫出它們在磁場中運動軌跡的示意圖． 222 86 解析 氡核經(jīng) α 衰變的核反應方程為 R n→ Po ＋ 42 He ， 衰變的過程極短，故系統(tǒng)動量守恒．設 α 粒子速度方向為正， 則由動量守恒定律得： 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磁場中，洛倫茲力提供其做勻 速圓周運動的向心力，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核兩次相遇的時間間隔與 α粒子運動周期的關系；(設質(zhì)子和中子質(zhì)量相等 ) 解析 它們在磁場中運動的周期 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 109圈 ， Po核轉 84圈 ， 兩者才相遇 ． 所以 α粒子與 Po核兩次相遇的時間間隔 Δt＝ 109Tα. 答案 Δt＝ 109Tα (3)若某種放射性元素在勻強磁場中垂直磁場方向發(fā)生 β衰變 ，則 β粒子和反沖核在磁場中運動軌跡的示意圖與上述 α衰變運動軌跡示意圖有何不同 ？ 解析 若放射性元素在勻強磁場中垂直磁場方向 發(fā)生 β衰變 ， 則 β粒子和反沖衰變過程仍符合動量 守恒定律 ， 它們也在洛倫茲力作用下做勻速圓周 運動 ， 但由于 β粒子帶負電 ， 反沖核帶正電 ， 衰變時它們兩個運動方向相反 ， 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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