Question

2．1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核${\;}_7^{14}N$，發(fā)生核反應(yīng)后產(chǎn)生了氧核${\;}_8^{17}O$和一個新粒子，若核反應(yīng)前氮核靜止，α粒子的速度為6.0×10⁶m/s，核反應(yīng)后氧核的速度大小是2.0×10⁶m/s，方向與反應(yīng)前的α粒子速度方向相同．
①寫出此核反應(yīng)的方程式；
②求反應(yīng)后新粒子的速度大�。�

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)動量守恒即可正確解答該題．

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：
${\;}_7^{14}N+{\;}_2^4He→{\;}_8^{17}O+{\;}_1^1H$
②設(shè)α粒子的質(zhì)量為m₁，速度為v₁，氧核的質(zhì)量為m₂，速度為v₂，新粒子的質(zhì)量為m₃，速度為v₃，
α粒子的質(zhì)量數(shù)為4，氧核的質(zhì)量數(shù)為17，質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)為1，以α粒子的初速度的方向為正方向，根據(jù)動量守恒定律得：
m₁v₁=m₂v₂+m₃v₃
代入數(shù)據(jù)得：v₃=-1.0×10⁷ m/s，負(fù)號表示方向與α粒子的初速度方向相反
答：①此核反應(yīng)的方程式為${\;}_7^{14}N+{\;}_2^4He→{\;}_8^{17}O+{\;}_1^1H$；
②反應(yīng)后新粒子的速度大小約等于1.0×10⁷ m/s，方向與α粒子初速度的方向相反．

點(diǎn)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(diǎn)，在平時訓(xùn)練中要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練．