Question

15．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)靜止的碳14原子核發(fā)生了某種衰變，已知放射出的粒子速度方向及反沖核的速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直，它們?cè)诖艌?chǎng)中運(yùn)動(dòng)的徑跡是兩個(gè)相內(nèi)切的圓，兩圓的直徑之比為7：1，如圖所示．則碳14的衰變方程為（　�。�

• A． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{0}$e+${\;}_{5}^{14}$B
• B． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{4}^{10}$Be
• C． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{-1}^{0}$e+${\;}_{7}^{14}$N
• D． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{5}^{12}$B

Answer 1

分析 核衰變過(guò)程動(dòng)量守恒，反沖核與釋放出的粒子的動(dòng)量大小相等，根據(jù)左手定則判斷粒子與反沖核的電性關(guān)系．結(jié)合帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式可得粒子與反沖核的電荷量之比．

解答 解：原子核的衰變過(guò)程滿足動(dòng)量守恒，粒子與反沖核的速度方向相反，根據(jù)左手定則判斷得知，粒子與反沖核的電性相反，則知粒子帶負(fù)電，所以該衰變是β衰變，此粒子是β粒子，符號(hào)為${\;}_{-1}^{0}$e．
可得兩帶電粒子動(dòng)量大小相等，方向相反，就動(dòng)量大小而言有：
m₁v₁=m₂v₂
由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式可得：
r=$\frac{mv}{qB}$，可見(jiàn)r與q成反比．
由題意，大圓與小圓的直徑之比為7：1，半徑之比為7：1，則得：粒子與反沖核的電荷量之比為1：7．所以反沖核的電荷量為7e，電荷數(shù)是7，其符號(hào)為${\;}_{\;7\;}^{14}$N．故C確．
故選：C

點(diǎn)評(píng) 原子核的衰變過(guò)程類比于爆炸過(guò)程，滿足動(dòng)量守恒，而帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式中的分子恰好是動(dòng)量的表達(dá)式，要巧妙應(yīng)用