1920年.质子已被发现.英国物理学家卢瑟福曾预言:可能有一种质量与质子相近的不带电的中性

发布时间:2021-02-20 20:45:06

1920年,质子已被发现,英国物理学家卢瑟福曾预言:可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在,他把它叫做中子.1930年发现,在真空条件下用射线轰击铍(Be)时,会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种粒子.经过研究发现,这种不知名射线具有如下的特点:①在任意方向的磁场中均不发生偏转;②这种射线的速度小于光速的十分之一;③用它轰击含有氢核的物质,可以把氢核打出来;用它轰击含有氮核的物质,可以把氮核打出来.并且被打出的氢核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度vN之比近似等于15∶2.若该射线中的粒子均具有相同的能量,与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认为静止,碰撞过程中没有机械能损失.已知氢核的质量MH与氮核的质量MN之比等于1∶14.

(1)写出射线轰击铍核的核反应方程;

(2)试根据上面所述的各种情况,通过具体分析说明该射线是不带电的,但它不是γ射线,而是由中子组成.

 


网友回答

答案:
解析:

【答案】(1)Be+He→C+n;(2)略

【解析】(1)核反应方程是

Be+He→C+n

(2)由①可知,由于该射线在任何方向的磁场中都不发生偏转,因此该射线不带电,是由电中性的粒子流组成的.

由②可知,由于γ射线是光子流,而该射线速度不到光速的十分之一,因此它不是γ射线.

设组成该射线的粒子质量为m,轰击氢核和氮核时速度为v.由于碰撞过程中没有机械能损失,当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时,表明该粒子与氢核及氮核的碰撞为弹性正碰,设与氢核发生弹性正碰后粒子速度为v1,与氮核发生弹性正碰后粒子速度变为v2.根据动量守恒和机械能守恒,在打出氢核的过程中,有

mv=mv1+MHvH

mv2=mv12+MHvH2

解得vH=

同理,在打出氮核的过程中,有

mv=mv2+MNvN

mv2=mv22+MNvN2

解得vN=

根据vH、vN的表达式及≈,

解得m≈MH


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