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1、
第13點(diǎn) 兩類核衰變在磁場中的徑跡
靜止核在磁場中自發(fā)衰變,其軌跡為兩相切圓,α衰變時(shí)兩圓外切,β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切,根據(jù)動(dòng)量守恒m1v1=m2v2和r=知,半徑小的為新核,半徑大的為α粒子或β粒子,其特點(diǎn)對(duì)比如下表:
α衰變
X→Y+He
勻強(qiáng)磁場中軌跡
兩圓外切,
α粒子半
徑大
β衰變
X→Y+e
勻強(qiáng)磁場中軌跡
兩圓內(nèi)切,
β粒子
半徑大
圖1
對(duì)點(diǎn)例題 在勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)原來靜止的原子核,由于放出一個(gè)α粒子,結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖1所示),今測得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2=1∶44.則:
(1)這個(gè)原子核原來所含的
2、質(zhì)子數(shù)是多少?
(2)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡?(說明理由)
解題指導(dǎo) (1)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1,α粒子的電荷量為q2=2e,它們的質(zhì)量分別為m1和m2,衰變后的速度分別為v1和v2,所以原來原子核的電荷量q=q1+q2.
根據(jù)軌道半徑公式有
==,
又由于衰變過程中遵循動(dòng)量守恒定律,則
m1v1=m2v2,
以上三式聯(lián)立解得q=90e.
即這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90.
(2)因?yàn)閯?dòng)量相等,所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比,所以圓軌道2是α粒子的徑跡,圓軌道1是新生核的徑跡,兩者電性相同,運(yùn)動(dòng)方向相反.
答案 (1)90 (2)見解題指導(dǎo)
特別提示 由本
3、題解答過程可知,當(dāng)靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變時(shí),大圓軌道一定是帶電粒子(α粒子或β粒子)的,小圓軌道一定是反沖核的.α衰變時(shí)兩圓外切,β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切.如果已知磁場方向,還可根據(jù)左手定則判斷繞行方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針.
一個(gè)靜止的放射性同位素的原子核P衰變?yōu)镾i,另一個(gè)靜止的天然放射性元素的原子核Th衰變?yōu)镻a,在同一磁場中,得到衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡1、2、3、4,如圖2所示,則這四條徑跡依次是( )
圖2
A.電子、Pa、Si、正電子
B.Pa、電子、正電子、Si
C.Si、正電子、電子、Pa
D.正電子、Si、Pa、電子
答案 B
解析 P→Si+e(正電子
4、),產(chǎn)生的兩個(gè)粒子,都帶正電,應(yīng)是外切圓,由R=,電荷量大的半徑小,故3是正電子,4是Si.Th→Pa+e(電子),產(chǎn)生的兩個(gè)粒子,一個(gè)帶正電,一個(gè)帶負(fù)電,應(yīng)是內(nèi)切圓,由R=知,電荷量大的半徑小,故1是Pa,2是電子,故B項(xiàng)正確.
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