Question

【题目】如图甲所示，静止在匀强磁场中的核俘获一个速度为 v0＝7.7×104m/s 的中子而发生核反应，即，若已知的速度大小v2＝2.0×104m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：

(1)的速度大小和方向；

(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；

(3)当 旋转三周时，粒子旋转几周？

Answer 1

【答案】(1)；跟v0的方向相反；(2)3：40；(3)2周

【解析】

(1) 核俘获中子的过程，系统动量守恒，设中子质量为mn，的质量为mH，α粒子的质量为mα．则

mnv0=mHv1+mαv2

即：

负号表示跟v0的方向相反。

(2) 两个粒子都做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由得：

在磁场中半径之比为

(3) 运动周期为：

则

，

设α粒子转3周的时间内，反冲核旋转n周，则有

nTH=3Ta

代入数据得：

n=2周