Question

【題目】如圖甲所示，靜止在勻強磁場中的核俘獲一個速度為v0＝7.7×104 m/s的中子而發生核反應，即＋―→＋，若已知的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向與反應前中子速度方向相同，試求：

（1）的速度大小和方向．

（2）在圖乙中，已畫出并標明兩粒子的運動軌跡，請計算出軌道半徑之比．

（3）當旋轉三周時，粒子旋轉幾周？

Answer 1

【答案】（1）大小為1.0×103 m/s，方向與v0相反（2）3∶40（3）2周

【解析】(1)核反應前后滿足動量守恒，選取中子的初速度的方向為正方向，則有：

mnvn=mHvH+mαv2

代入數據解得：vH=-1.0×103 m/s,方向與反應前中子方向相反．

(2)α粒子和H在磁場中做勻速圓周運動，其洛倫茲力提供向心力，得：

所以：

代入數據得：

(3)周期為：

設α粒子轉3周的時間內，反沖核旋轉n周，則有nTH=3Ta

代入數據得n=2周．