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，衰變時兩圓外切，衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒m1v1m2v2和r知，半徑小的為新核，半徑大的為粒子或粒子，其特點對比如下表：衰變XYHe勻強(qiáng)磁場中軌跡兩圓外切，粒子半徑大衰變XYe勻強(qiáng)磁場中軌跡兩圓內(nèi)切，粒子半徑大圖1對點例題在勻強(qiáng)磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個粒子，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r1r2144.則：(1)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？(2)圖中哪一個圓是粒子的徑跡？(說明理由)解題指導(dǎo)(1)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，粒子的電荷量為q22e，

2、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qq1q2.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m1v1m2v2，以上三式聯(lián)立解得q90e.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，大圓軌道一定是帶電粒子(粒子或粒子)的，小圓軌道一定是反沖核的衰變時兩圓外切，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2A電子、Pa、Si、正電子B.Pa、電子、正電子、SiC.Si、正電子、電子、PaD正電子、Si、Pa、電子答案B解析PSie(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.ThPae(電子)，產(chǎn)生的兩個粒子，一個帶正電，一個帶負(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項正確