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1、第13點(diǎn) 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(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)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(diǎn)對比如下表：
α衰變
X→Y＋He
勻強(qiáng)磁場中軌跡
兩圓外切，
α粒子半
徑大
β衰變
X→Y＋e
勻強(qiáng)磁場中軌跡
兩圓內(nèi)切，
β粒子
半徑大
圖1
對點(diǎn)例題 在勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖1所示)，今測得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44.則：
(1)這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)
2、子數(shù)是多少？
(2)圖中哪一個(gè)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(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90.
(2)因?yàn)閯恿肯嗟?，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(yùn)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(dāng)靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變時(shí)，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(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)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(shí)針還是逆時(shí)針．
一個(gè)靜止的放射性同位素的原子核P衰變?yōu)镾i，另一個(gè)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(yùn)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(gè)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(gè)粒子，一個(gè)帶正電，一個(gè)帶負(fù)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(xiàng)正確．
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