Question

如圖3所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Li.俘獲一個(gè)速度為v₀=7.7×10⁴ m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)Li+n→H+He，若已知He的速度v₂=2.0×10⁴ m/s，其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同，則:?

圖3

(1)H的速度為多大??

(2)在圖中畫出粒子H和He的運(yùn)動(dòng)軌跡，并求它們的軌道半徑之比;

(3)當(dāng)He旋轉(zhuǎn)了3周時(shí)，粒子H旋轉(zhuǎn)了幾周??????

Answer 1

(1)-1.0×10³ m/s?

(2)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示　  3∶40?(3)2周?

解析：這是一個(gè)核反應(yīng)跟動(dòng)量守恒及洛倫茲力相結(jié)合的問(wèn)題.核俘獲的過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒：m_nv₀=m_Hv₁+m_Hev₂，所以v₁=代入數(shù)據(jù)m_n=1 u,m_He=4 u,m_H=3 u，得：v₁=-1.0×10³ m/s，負(fù)號(hào)表示跟v₀的方向相反.?

(2)如圖所示，H和He在磁場(chǎng)中的半徑之比為r_H∶代入數(shù)據(jù)得3∶40，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.?

(3)H和He的周期之比為代入數(shù)據(jù)得3∶2，所以它們的轉(zhuǎn)動(dòng)周期數(shù)之比則為2∶3，當(dāng)α粒子轉(zhuǎn)動(dòng)3周時(shí)，氚核轉(zhuǎn)動(dòng)2周.