4．已經知道.反粒子與正粒子有相同的質量.卻帶有等量的異號電荷.物理學家推測.既然有反粒子存在.就可能有由反粒子組成的反物質存在.1998年6月.我國科學家研制的阿爾法磁譜儀由“發(fā)現(xiàn)號 航天飛機搭載升空.尋找宇宙中反物質存在的證據(jù).磁譜儀的核心部分如圖所示.PQ.MN是兩個平行板.它們之間存在勻強磁場區(qū).磁場方向與兩板平行.宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直PQ進入勻強磁場區(qū).在磁場中發(fā)生偏轉.并打在附有感光底片的板MN上.留下痕跡.假設宇宙射線中存在氫核.反氫核.氦核.反氦核四種粒子.它們以相同速度v從小孔O垂直PQ板進入磁譜儀的磁場區(qū).并打在感光底片上的a.b.c.d四點.已知氫核質量為m.電荷量為e.PQ與MN間的距離為L.磁場的磁感應強度為B. (1)指出a.b.c.d四點分別是由哪種粒子留下的痕跡? (2)求出氫核在磁場中運動的軌道半徑, (3)反氫核在MN上留下的痕跡與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少? 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

1998年6月，我國科學家和工程師參與研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號航天飛機搭載升空，探測宇宙中是否有反物質．我們都知道組成物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核由質子和中子組成，而反物質的原子則由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、反中子、反電子等稱為反粒子．由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質量和相反的電磁性質，故可用下述方法探測：
如圖所示，設圖中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于勻強磁場B進入橫截面為MNPQ的磁譜儀，且氫原子核（
 
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H）在Ox軸上的偏轉位移x0恰為其軌道半徑r的一半．試預言反氦核（
 
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He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x1．如果預言正確，當人們觀測到這樣的軌跡時就可證明已經探測到了反氦核．

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1998年6月，我國科學家和工程師參與研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號航天飛機搭載升空，探測宇宙中是否有反物質．我們都知道組成物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核由質子和中子組成，而反物質的原子則由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、反中子、反電子等稱為反粒子．由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質量和相反的電磁性質，故可用下述方法探測：
如圖所示，設圖中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于勻強磁場B進入橫截面為MNPQ的磁譜儀，且氫原子核（
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H）在Ox軸上的偏轉位移x0恰為其軌道半徑r的一半．試預言反氦核（
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He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x1．如果預言正確，當人們觀測到這樣的軌跡時就可證明已經探測到了反氦核．
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1998年6月，我國科學家和工程師參與研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號航天飛機搭載升空，探測宇宙中是否有反物質．我們都知道組成物質的原子是由帶正電的原子核及帶負電的電子組成，原子核由質子和中子組成，而反物質的原子則由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成．與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、反中子、反電子等稱為反粒子．由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質量和相反的電磁性質，故可用下述方法探測：
如圖所示，設圖中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于勻強磁場B進入橫截面為MNPQ的磁譜儀，且氫原子核（H）在Ox軸上的偏轉位移x恰為其軌道半徑r的一半．試預言反氦核（He）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉位移x1．如果預言正確，當人們觀測到這樣的軌跡時就可證明已經探測到了反氦核．

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我國科學家和工程師研制的阿爾法磁譜儀由航天飛機搭載升空，科學家用阿爾法磁譜儀進行了太空實驗，探測宇宙中是否有反物質.反物質的原子由帶負電的反原子核及帶正電的正電子組成，反原子核由反質子和反中子組成.與質子、中子、電子等這些物質粒子相對應的反質子、反中子、反電子等統(tǒng)稱為反粒子.由于反粒子具有與相應粒子完全相同的質量及相反的電磁性質，故可用下述方法探測：如圖10-3-17所示，設圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強磁場方向（O′O）進入橫截面為ACDE的勻強磁場區(qū)域時速度相同，且氫原子核（）在Ox軸上的偏轉距離恰為其軌道半徑的一半，則可以預言反氫核（）與反氦核（）的軌跡及其在Ox軸上的偏轉距離x1和x2，如果預言正確，那么，當人們觀測到這樣的軌跡時，就可證明已經測到了反氫核和反氦核.

圖10-3-17

    若已知氫原子核的質量為m，電量為e,勻強磁場的磁感應強度為B，氫原子核進入勻強磁場的速度為v，勻強磁場的橫截面ACDE為矩形區(qū)域，O′O為矩形區(qū)域的中垂線，O為x軸上的坐標原點.試求：

（1）反氫核（）反氦核（）的軌道半徑.

（2）反氫核（）與反氦核（）在Ox軸上的偏轉距離和.

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宇宙飛船是人類進行空間探索的重要設備，當飛船升空進入軌道后，由于各種原因經常會出現(xiàn)不同程度的偏離軌道現(xiàn)象。離子推進器是新一代航天動力裝置，也可用于飛船姿態(tài)調整和軌道修正，其原理如圖1所示，首先推進劑從圖中的P處被注入，在A處被電離出正離子，金屬環(huán)B、C之間加有恒定電壓，正離子被B、C間的電場加速后從C端口噴出，從而使飛船獲得推進或姿態(tài)調整的反沖動力。

假設總質量為M的衛(wèi)星，正在以速度V沿MP方向運動，已知現(xiàn)在的運動方向與預定方向MN成θ角，如圖2所示。為了使飛船回到預定的飛行方向MN，飛船啟用推進器進行調整。

已知推進器B、C間的電壓大小為U，帶電離子進入B時的速度忽略不計，經加速后形成電流強度為I的離子束從C端口噴出，若單個離子的質量為m，電量為q，忽略離子間的相互作用力，忽略空間其他外力的影響，忽略離子噴射對衛(wèi)星質量的影響。請完成下列計算任務：

（1）正離子經電場加速后，從C端口噴出的速度v是多大？

（2）推進器開啟后飛船受到的平均推力F是多大？

（3）如果沿垂直于飛船速度V的方向進行推進，且推進器工作時

間極短，為了使飛船回到預定的飛行方向，離子推進器噴射

出的粒子數(shù)N為多少？                                              

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