20xx沪科版高中物理选修3-5第4章从原子核到夸克ppt章末总结课件内容摘要:

可能做匀速圆周运动,衰变后的新核和放出的粒子 (α粒子、 β粒子 )形成外切圆或内切圆. 三、原子核物理与动量、能量相结合的综合问题 例 3 足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核 Rn, 它放射出一个 α粒子后变为 Po核 . 假设放出的 α粒子运动方向与磁场方向垂直 , 求: (1)α粒子与 Po核在匀强磁场中的轨迹圆的半径之比,并定性画出它们在磁场中运动轨迹的示意图. 222 86 解析 氡核经 α 衰变的核反应方程为 R n→ Po + 42 He , 衰变的过程极短,故系统动量守恒.设 α 粒子速度方向为正, 则由动量守恒定律得: 0 = m α v α - m Po v Po , 即 m α v α = m Po v Po α 粒子与反冲核在匀强磁场中,洛伦兹力提供其做匀 速圆周运动的向心力,即 q v B = mv2r, r =m vqB∝1q, 故r αr Po=q Poq α=842=421,示意图如图甲所示. 答案 42 ∶ 1 见解析图 222 86 218 84 (2)α粒子与 Po核两次相遇的时间间隔与 α粒子运动周期的关系;(设质子和中子质量相等 ) 解析 它们在磁场中运动的周期 T =2π rv=2π mqB∝mq,它们的周期之比为T αT Po=m αm Poq Poq α=4218842=84109, 即 109Tα= 84TPo, 这样 , α粒子转 109圈 , Po核转 84圈 , 两者才相遇 . 所以 α粒子与 Po核两次相遇的时间间隔 Δt= 109Tα. 答案 Δt= 109Tα (3)若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生 β衰变 ,则 β粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述 α衰变运动轨迹示意图有何不同。 解析 若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向 发生 β衰变 , 则 β粒子和反冲衰变过程仍符合动量 守恒定律 , 它们也在洛伦兹力作用下做匀速圆周 运动 , 但由于 β粒子带负电 , 反冲核带正电 , 衰变时它们两个运动方向相反 , 但受的洛伦兹力方向相同 , 所以它们的轨迹圆是内切的 , 且 β粒子的轨迹半径大于反冲核的轨迹半。
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