高中物理 模塊要點回眸 第13點 兩類核衰變在磁場中的徑跡素材 滬科版選修3-5（通用）

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1、第13點　兩類核衰變在磁場中的徑跡 靜止核在磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒m1v1＝m2v2和r＝知，半徑小的為新核，半徑大的為α粒子或β粒子，其特點對比如下表： α衰變 X→Y＋He 勻強磁場中軌跡 兩圓外切， α粒子半 徑大 β衰變 X→Y＋e 勻強磁場中軌跡 兩圓內(nèi)切， β粒子 半徑大 圖1 對點例題　在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個α粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖1所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44.則： (1)這個原子核原來所含的質(zhì)

2、子數(shù)是多少？ (2)圖中哪一個圓是α粒子的徑跡？(說明理由) 解題指導(dǎo)　(1)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，α粒子的電荷量為q2＝2e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來原子核的電荷量q＝q1＋q2. 根據(jù)軌道半徑公式有 ＝＝， 又由于衰變過程中遵循動量守恒定律，則 m1v1＝m2v2， 以上三式聯(lián)立解得q＝90e. 即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90. (2)因為動量相等，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是α粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運動方向相反． 答案　(1)90　(2)見解題指導(dǎo) 特別提示　由本題

3、解答過程可知，當靜止的原子核在勻強磁場中發(fā)生衰變時，大圓軌道一定是帶電粒子(α粒子或β粒子)的，小圓軌道一定是反沖核的．α衰變時兩圓外切，β衰變時兩圓內(nèi)切．如果已知磁場方向，還可根據(jù)左手定則判斷繞行方向是順時針還是逆時針． 一個靜止的放射性同位素的原子核P衰變?yōu)镾i，另一個靜止的天然放射性元素的原子核Th衰變?yōu)镻a，在同一磁場中，得到衰變后粒子的運動徑跡1、2、3、4，如圖2所示，則這四條徑跡依次是(　　) 圖2 A．電子、Pa、Si、正電子 B.Pa、電子、正電子、Si C.Si、正電子、電子、Pa D．正電子、Si、Pa、電子 答案　B 解析　P→Si＋e(正電子)，產(chǎn)生的兩個粒子，都帶正電，應(yīng)是外切圓，由R＝，電荷量大的半徑小，故3是正電子，4是Si.Th→Pa＋e(電子)，產(chǎn)生的兩個粒子，一個帶正電，一個帶負電，應(yīng)是內(nèi)切圓，由R＝知，電荷量大的半徑小，故1是Pa,2是電子，故B項正確．