1930年發(fā)現(xiàn),科學家在真空條件下用α粒子轟擊
94
Be
時,產(chǎn)生了一種看不見的、貫穿力很強的不帶電粒子,為了弄清楚這是一種什么粒子,人們用它分別去轟擊氫原子和氮原子,結果打出一些氫核和氮核,并以此推算出了該粒子的質量,從而確定改粒子為中子.設氫核的質量為mH,氮核的質量為氫核質量的14倍,碰撞后氫核的速度為vH,氮核的速度為vN,假設中子與它們的碰撞為彈性彈性碰撞,碰撞的粒子分別為中子和氫核及中子和氮核.
(1)試寫出α粒子轟擊
94
Be
的核反應方程;
(2)試根據(jù)中子與氫原子和氮原子的碰撞結果,利用題中的可測量量,推算出中子的質量.
(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒得:
94
Be
+42
He
10
n
+126
C

(2)查德威克認為氫核、氮核與中性粒子之間的碰撞是彈性正碰;設中性粒子質量為m,速度為v0,氫核的質量為mH,最大速度為vH,并認為氫核在打出前為靜止的,那么根據(jù)動量守恒和能量守恒可知:
mv0=mv+mHvH…①
1
2
mv20
=
1
2
mv2+
1
2
mH
v2H
…②
其中v是碰撞后中性粒子的速度,由此可得:
vH=
2mv0
m+mH
…③
同理,mv0=mv+mNvN
1
2
mv02=
1
2
mv2+
1
2
mNvN2
可得出中性粒子與氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 vN=
2mv0
m+mN
…④
因為mN=14mH,由方程③④可得
vH
vN
=
m+mN
m+mH
=
m+14mH
m+mH
…⑤
將速度的最大值代入方程⑤,解得:m=1.05mH…⑥
答:(1)
94
Be
+42
He
10
n
+126
C
;
(2)中性粒子(中子)的質量m與氫核的質量mH的關系是m=1.05mH
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

一個鈾核衰變?yōu)殁Q核時釋放出一個α粒子,已知鈾核的質量為 kg,釷核的質量為粒子的質量為,在這個衰變過程中釋放出的能量等于__________J(保留兩位有效數(shù)字)。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

以下說法正確的是( 。
A.盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)了質子的核反應方程為
42
He+
147
N→
178
O+
11
H
B.鈾核裂變的核反應是
23592
U→
14156
Ba+
9236
Kr+2
10
n
C.質子、中子、α粒子的質量分別為m1、m2、m3.兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子,釋放的能量是:(m1+m2-m3)c2
D.原子從a能級狀態(tài)躍遷到b能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ1的光子;原子從b能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時吸收波長λ2的光子,已知λ1>λ2.那么原子從a能級狀態(tài)躍遷到c能級狀態(tài)時將要吸收波長為
λ1λ2
λ1-λ2
的光子

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

對于下述四個核反應方程說法中正確的有( 。
94
Be+
42
He→
126
C+
10
n

31
H+
11
H→
42
He+
能量
23592
U+
10
n→
9038
Sr+
13654
Xe+x
10
n

199
F+Y→
168
O+
42
He
A.①是發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程
B.②是鏈式反應方程
C.③是核裂變方程,其中x=10
D.④是α衰變方程,其中Y是質子

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

鏈式反應中,重核裂變時放出的可以使裂變不斷進行下去的粒子是
A.質子B.中子C.β粒子D.α粒子

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列說法不正確的是(  )
A. 21H+21H→31He+11H是輕核聚變
B.是重核裂變
C.是α衰變
D.是核裂變

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

2011年3月,日本福島第一核電站在9.0級地震后出現(xiàn)爆炸,反應堆所在建筑遭到損壞,放在容器中的核燃料棒在反應堆堆心發(fā)生可控的核反應可能是
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個x核與一個氚核結合成一個氦核時放出一個粒子Y,由于質量虧損放出的能量為△E,核反應方程是可以通過釋放一個電子而轉化為質子。下列說法正確的是(   )
A.X是氫的同位素B.可以俘獲y發(fā)生裂變反應
C.核反應中虧損的質量為
D.是原子核的人工轉變方程

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

α粒子轟擊硼10,變?yōu)榈?3,放出X粒子,而氮13具有放射性,它放出Y粒子變?yōu)樘?3,則X粒子和Y粒子分別是   
A.質子和電子  B.質子和中子
C.中子和正電子D.中子和電子

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