Question

中子n、質子p、氘核D的質量分別為m_n、m_p、m_d，現用光子能量為E的γ射線照射靜止的氘核使之分解，核反應方程γ+D=p+n，若分解后中子、質子的動能可視為相等，則該反應中質量虧損為

 

，中子的動能是

 

．

Answer 1

分析：根據題意求出氘核分解成一個質子和一個中子時的質量虧損，然后由質能方程求出聚變時釋放的能量，最后根據分解后中子、質子的動能可視為相等求出中子的動能．

解答：解：一個質子和一個中子結合成氘核：
這個核反應的質量虧損為：△m=m_d-m_p-m_n
根據愛因斯坦質能方程：E=△mc²
此核反應放出的能量：△E=(md-mp-mn)c2
分解后中子、質子的動能可視為相等，都是總能量的

1

2

，所以中子的動能：
以γ射線形式放出，由E=hυ得光子的頻率為Ek=

1

2

?(E+△E)=

E+(md-mp-mn)c2

2

故答案為：△m=m_d-m_p-m_n；

E+(md-mp-mn)c2

2

．

點評：愛因斯坦質能方程為人類利用核能打開了大門，要正確理解質能方程中各個物理量是含義，理解和確定質量虧損；熟練應用質能方程與愛因斯坦的光子說是正確解題的關鍵．