问题
问答题
处于静止状态的某原子核X,发生α衰变后变成质量为M的原子核Y,被释放的α粒子垂直射人磁感强度为B的匀强磁场中,测得其圆周与运动的半径为r,设α粒子质量为m,质子的电量为e,试求:
(1)衰变后α粒子的速率υa和动能Eka;
(2)衰变后Y核的速率υy和动能Eky;
(3)衰变前X核的质量Mx.
答案
(1)α粒子在匀强磁场中做圆周与运动所需的向心力同洛仑兹力提供,
即Bqv=m
,α粒子的带电量为q=2ev 2α r
所以α粒子的速率:vα=
,2Ber m
动能:Ekα=
mv1 2
=2α 2B2e2r2 m
(2)由动量守恒mvα-Mvy=0
所以vy=
,2Ber m
Eky=
Mv1 2
=2y 2B2e2r2 M
(3)由质能方程:△E=△mc2,
而△E=Ekx+Eky,
所以△m=
(2B2e2r2 c2
+1 m
)1 M
衰变前X核的质量:Mx=m+M+△m=m+M+
(2B2e2r2 c2
+1 m
).1 M
答:(1)衰变后α粒子的速率υa为
,动能Eka为2Ber m
;2B2e2r2 m
(2)衰变后Y核的速率υy为=
,动能Eky为2Ber m
;2B2e2r2 M
(3)衰变前X核的质量Mx为m+M+
(2B2e2r2 c2
+1 m
).1 M