Question

15．實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的某天然放射性元素的原子核發(fā)生衰變，放出的帶電粒子和產(chǎn)生的新核均恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖．則（　�。�

• A． 該原子核發(fā)生的是α衰變
• B． 該原子核發(fā)生的是β衰變
• C． 軌跡1是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外
• D． 軌跡2是新核的，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

Answer 1

分析 靜止的原子核發(fā)生β衰變，根據(jù)動(dòng)量守恒可知，發(fā)生衰變后粒子與反沖核的運(yùn)動(dòng)方向相反，動(dòng)量的方向相反，大小相等．由半徑公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{P}{qB}$，P是動(dòng)量，分析兩個(gè)粒子半徑軌跡半徑之比．

解答 解：A、B、原子核發(fā)生衰變時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒可知兩粒子的速度方向相反，動(dòng)量的方向相反，大小相等；
根據(jù)左手定則可知，若是發(fā)生α衰變，則α粒子與新核都帶正電，由于粒子動(dòng)量的方向相反，所以洛倫茲力的方向相反，是外切圓；若發(fā)生β衰變，β粒子是電子，帶負(fù)電，由于粒子動(dòng)量的方向相反，所以洛倫茲力的方向相同，是內(nèi)切圓．故該原子核發(fā)生的是β衰變．故A錯(cuò)誤，B正確；
C、D、由半徑公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{P}{qB}$（P是動(dòng)量），分析得知，r與電荷量成反比，β粒子與新核的電量大小分別為e和ne（n為新核的電荷數(shù)），則β粒子與新核的半徑之比為：ne：e=n：1．所以半徑比較大的軌跡1是衰變后β粒子的軌跡，軌跡2是新核的．新核沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)受到的洛倫茲力向左，由左手定則可知，磁場(chǎng)的方向向里．故D正確，C錯(cuò)誤．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 該題即使沒有說(shuō)明是β衰變也可根據(jù)粒子的速度的方向相反和兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)的軌跡由左手定則可以分析判斷粒子的帶電的情況．
其中要注意的是電子的動(dòng)量與新核的動(dòng)量大小相等．