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＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，即＋―→＋，若已知的速度v2＝2.0×104 m/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）大小为1.0×103 m/s，方向与v0相反（2）3∶40（3）2周

【解析】(1)核反应前后满足动量守恒，选取中子的初速度的方向为正方向，则有：

mnvn=mHvH+mαv2

代入数据解得：vH=-1.0×103 m/s,方向与反应前中子方向相反．

(2)α粒子和H在磁场中做匀速圆周运动，其洛伦兹力提供向心力，得：

所以：

代入数据得：

(3)周期为：

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．