高三物理原子物理復(fù)習(xí)-資料下載頁(yè)
2025-01-07 13:40本頁(yè)面
【正文】 程，即由于質(zhì)量虧損放出核能，這些能量在一定條件下也可轉(zhuǎn)化成其他形式的能量 . （ 1） . HeThU 422349023892 ?? (2)核衰變的系統(tǒng)受的合外力為 0，所以動(dòng) 量守恒，即 0=mv+MV；（ m、 M分別代表 ?粒子 和新核的質(zhì)量， v、 V分別表示 ?粒子和新核衰 變后的速度），則： V=mv/M=2 104m/s， 即新核的運(yùn)動(dòng)方向與 α 粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反， 所以叫做反沖核 . (3)衰變前，鈾 238的動(dòng)能為 0，衰變后系統(tǒng)的 總動(dòng)能增大： △ E=1/2mv2+1/2MV2=1. 23 107J，這就 是由核衰變放出的能量轉(zhuǎn)化而來(lái)的，相應(yīng)的質(zhì) 量虧損可由質(zhì)能方程得： △ m=△ E/c2= 1031kg. 【 解題回顧 】 在討論核反應(yīng)前后粒子速度 或動(dòng)能時(shí)，注意利用動(dòng)量原理，同時(shí)應(yīng)注 意反應(yīng)中是否有核能釋放，以及核能是否 都以動(dòng)能形式釋放 . 【 例 2】 太陽(yáng)不斷地向外輻射能量 .太陽(yáng)內(nèi)部 存在有大量氫，在超高溫作用下氫原子被電離， 互相碰撞，能使 4個(gè)氫核聚變?yōu)?1個(gè)氦核，同時(shí) 釋放出大量能量 .已知質(zhì)子質(zhì)量 mH=， α 粒子的質(zhì)量 ma=，電子質(zhì)量 me=. （ 1）寫(xiě)出該反應(yīng)方程式；（ 2）核反應(yīng)中釋放 的能量為多少兆電子伏特？合多少焦耳？ 【 解析 】 根據(jù)核反應(yīng)方程時(shí)質(zhì)量守恒和電荷數(shù)守恒，可寫(xiě)出反應(yīng)方程，由質(zhì)能關(guān)系和質(zhì)量虧損可求出釋放的能量 . （ 1） . (2)△ m=4mHmHe2me= △ E=△ mc2== 1012J. eHeH 014221 24 ??【 例 3】 云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 中，一靜止的質(zhì)量為 m1的原子核在云室中發(fā) 生一次 ?衰變， ?粒子的質(zhì)量為 m2，電量為 q， 其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)，現(xiàn)測(cè)得 ?粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑 R，試求在衰變過(guò)程中 的質(zhì)量虧損，（涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí)，質(zhì)量虧損 可近乎忽略） . 【 解析 】 該衰變放出的 ?粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑 R與運(yùn)動(dòng)速度 v的關(guān)系，可由洛倫茲力和牛頓定律推導(dǎo)Bqv=m2v2/，同樣適用于微觀世界，由衰變過(guò)程動(dòng)量守恒： 0=m2v(m1m2)v′。 又衰變過(guò)程的能量來(lái)源于質(zhì)量虧損， 則有： △ m2c2=1/2(m1+m2)v′ 2+1/2m2v2聯(lián)立解得： 221222221212222 )(2)2(mmCmmmmmRBqm?????【例 4】 受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn) 生 和 ，同時(shí)放出 200兆電子伏特的 能量 .現(xiàn)要建設(shè)發(fā)電能力是 50萬(wàn)千瓦的核電 站，用鈾 235作為原子鍋爐的燃料 .假設(shè)核裂 變釋放的能量全部被用來(lái)發(fā)電，那么一天需 要純鈾 235的質(zhì)量為多大？ U23592Ba13956 Kr9436更多資源 【 解析 】 鈾 235釋放的能量等于一天發(fā)電的電能，計(jì)算出 50萬(wàn)千瓦的電站一天發(fā)出的電能，也是一天所需的鈾 235釋放的核能，進(jìn)而求得鈾 235的質(zhì)量 . 一天發(fā)出的電能為 : E=50 107 86400= 1013J。 所需純鈾 235的質(zhì)量為 m，有 : E=(m/235) 1023 200 106 1019J；可得 :m=527g.
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