Question

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核發(fā)生衰變，得到一個(gè)如圖所示的徑跡，圖中箭頭表示衰變后新核的運(yùn)動(dòng)方向，不計(jì)發(fā)出光子的能量，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A．發(fā)生的是β衰變，b為β粒子徑跡

B．發(fā)生的是α衰變，b為α粒子徑跡

C．磁場(chǎng)方向垂直紙面向外

D．磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

Answer 1

分析：放射性元素的原子核，沿垂直于磁場(chǎng)方向放射出一個(gè)粒子后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在洛倫茲力的作用下都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．放射性元素放出粒子，動(dòng)量守恒，由半徑公式r=

mv

qB

=

P

qB

，分析
α粒子和β粒子與反沖核半徑關(guān)系，根據(jù)洛倫茲力分析運(yùn)動(dòng)軌跡是內(nèi)切圓還是外切圓，判斷是哪種衰變．

解答：解：放射性元素放出α粒子時(shí)，α粒子與反沖核的速度相反，而電性相同，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相反，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為外切圓．而放射性元素放出β粒子時(shí)，β粒子與反沖核的速度相反，而電性相反，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為內(nèi)切圓．故放出的是β粒子，放射性元素放出粒子時(shí)，兩帶電粒子的動(dòng)量守恒．由半徑公式可得軌跡半徑與動(dòng)量成正比，與電量成反比，而α粒子和β粒子的電量比反沖核的電量小，則α粒子和β粒子的半徑比反沖核的半徑都大，故b為β粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．故A正確．
由左手定則知磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，C正確．
故選AC

點(diǎn)評(píng)：放射性元素放射后，兩帶電粒子的動(dòng)量是守恒．正好軌跡的半徑公式中也有動(dòng)量的大小，所以可以研究半徑與電荷數(shù)的關(guān)系．