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

v
r
,α粒子的带电量为q=2e

所以α粒子的速率:vα=

2Ber
m

动能:E=

1
2
mv
=
2B2e2r2
m

(2)由动量守恒mvα-Mvy=0

所以vy=

2Ber
m

Eky=

1
2
Mv
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

2Ber
m
,动能Eka
2B2e2r2
m

(2)衰变后Y核的速率υy为=

2Ber
m
,动能Eky
2B2e2r2
M

(3)衰变前X核的质量Mx为m+M+

2B2e2r2
c2
1
m
+
1
M
).

单项选择题
判断题