Question

在用α粒子（

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He）轟擊靜止的氮核（

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N）的實驗中，假設(shè)某次碰撞恰好發(fā)生在同一條直線上．已知α粒子轟擊前的速度為v₀，質(zhì)量為m₀，產(chǎn)生的新核速度為v₁，質(zhì)量為m₁，同向飛出的質(zhì)子（

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H）的質(zhì)量為m₂，設(shè)光速為c．
①寫出核反應(yīng)方程；
②質(zhì)子飛出的速度為多大？
③已知生成物新核和質(zhì)子的總動能比入射的α粒子動能少了△E_k，若該反應(yīng)引起的質(zhì)量虧損中，伴隨著飛出一個光子，則該光子的能量E多大？

Answer 1

分析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以正確書寫核反應(yīng)方程，α粒子轟擊靜止的氮核過程中動量和能量守恒，因此根據(jù)動量守恒和質(zhì)能方程可正確解答該題．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得α粒子轟擊氮核方程為：
¹⁴₇N+⁴₂He→¹⁷₈O+¹₁H
（2）根據(jù)動量守恒定律得，
m₀v₀=m₁v₁+m₂v₂
解得v2=

m0v0-m1v1

m2

．
（3）根據(jù)△E_k=E，得
E=△E_k．
答：（1）核反應(yīng)方程為¹⁴₇N+⁴₂He→¹⁷₈O+¹₁H
（2）質(zhì)子飛出的速度為v2=

m0v0-m1v1

m2

．
（3）光子的能量E=△E_k．

點評：利用動量守恒和能量守恒解答原子物理問題是考查的重點，在平時訓(xùn)練中要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練．