Question

【題目】一個(gè)速度為7.7×104 m/s的中子沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，擊中一個(gè)原來(lái)靜止的鋰核后產(chǎn)生一個(gè)氦核和另一個(gè)新核．測(cè)得氦核的速度是2.0×104m/s，方向與反應(yīng)前中子的運(yùn)動(dòng)方向相同．

(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程式；

(2)求出氦核和新核的軌道半徑之比；

(3)當(dāng)氦核轉(zhuǎn)6周時(shí)，另一新核轉(zhuǎn)幾周？

Answer 1

【答案】(1)　(2) 　(3)4

【解析】

(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫(xiě)出核反應(yīng)方程

(2)設(shè)中子質(zhì)量為m0，速度為v0，氦核的質(zhì)量為4m0，速度為v1，新核質(zhì)量為3m0，速度v2．

取中子的速度方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律，得：m0v0=4m0v1+3m0v2

解得：v2＝0.1×104m/s，負(fù)號(hào)表示新核速度方向與中子的速度方向相反

由于氦核和新核在磁場(chǎng)中受洛侖茲力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即：

解得：

即氦核軌道半徑，新核軌道半徑

所以

(3)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期

解得：

所以對(duì)于氦核有：，對(duì)于新核有：

設(shè)氦核轉(zhuǎn)6圈時(shí)，6T1=nT2，

聯(lián)立解得：n=4．