Question

12．原来静止在匀强磁场中的原子核A发生衰变后放出的射线粒子和新生成的反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的“8”字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转．下列判断正确的是（　　）

• A． 该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向里的
• B． 原子核A的原子序数是2n+2
• C． 沿小圆运动的是放出的射线粒子，其旋转方向为顺时针
• D． 沿小圆运动的是反冲核，其旋转方向为逆时针

Answer 1

分析 根据左手定则判断轨迹的内外切和绕行方向，由动量守恒分析生成的新核和粒子半径的大小．

解答 解：无论是哪种衰变，反应后的两个粒子运动方向一定是相反的．一个粒子是新的原子核带正电，另一个粒子带电情况要看是哪种衰变．由左手定则知α衰变后产生的径迹是两个外切的圆，β衰变后产生的径迹是两个内切的圆．由图可知该反应是α衰变后产生的．
粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，半径$\frac{mv}{qB}$，mv就是动量，由动量守恒可知新核的动量和放出的α（或β）粒子的动量等大反向．对于α衰变，α粒子电量为2e，新核的电量都是几十个e，所以α衰变后产生的两个外切圆，大的是α粒子，小的新核的；
A、大的轨迹是α粒子，α粒子沿顺时针方向旋转，由左手定则可知，该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向外的．故A错误；
B、该反应是α衰变后产生的，原子核A的原子序数是2n+2．故B正确；
C、由以上分析可知，大的是α粒子，小的新核的．故C错误；
D、沿小圆运动的是反冲核，由动量守恒定律可知，其动量的方向与α粒子动量的方向相反，由左手定则可知，其旋转方向为顺时针．故D错误．
故选：B

点评 这类问题记忆时可以记成：α衰变为外切圆，β衰变为内切圆；小圆是新核的，大圆是放出粒子的．