Question

帶電粒子在“云室”中運(yùn)動(dòng)時(shí)．可呈現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)徑跡．將“云室”放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過(guò)觀察分析帶電粒子的徑跡，可以研究原子核發(fā)生衰變規(guī)律．現(xiàn)將一靜止的放射性¹⁴C放入上述裝置中．當(dāng)它發(fā)生衰變時(shí)，可能放出α粒子或電子或正電子．所放射出的粒子與反沖核經(jīng)過(guò)相等時(shí)間所形成的徑跡如圖所示（發(fā)生衰變后的瞬間放射出的粒子和反沖核的速度方向與電場(chǎng)強(qiáng)度E垂直，a、b均表示長(zhǎng)度）．則
（1）¹⁴C發(fā)生衰變時(shí)所放射出的粒子是
（2）¹⁴C發(fā)生衰變時(shí)所放射出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是

②

（填①、②）
（3）¹⁴C的衰變方程是：
（4）簡(jiǎn)要推導(dǎo)發(fā)生衰變后的瞬間放射出的粒子與反沖核的動(dòng)能之比．

Answer 1

分析：根據(jù)形成的徑跡發(fā)現(xiàn)判斷粒子的電性．核衰變過(guò)程動(dòng)量守恒，反沖核與釋放出的粒子的動(dòng)量大小相等，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解．根據(jù)電荷數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)寫(xiě)出核反應(yīng)方程式．

解答：解：（1）由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，帶正電，所以放出的粒子為α粒子．
（2）由動(dòng)量守恒得，α粒子與反沖核的動(dòng)量相同，由半徑公式r=

mv

qB

知α粒子的半徑大，所以運(yùn)動(dòng)軌跡是②．
（3）核反應(yīng)方程是₆¹⁴C→2⁴He+₄¹⁰Be
（4）α粒子的動(dòng)量與反沖核的動(dòng)量相同，EK=

P2

2m

，所以動(dòng)能之比等于質(zhì)量反比，E_Kα：E_KC=14：4=7：2

故答案為：（1）α粒子
（2）②
（3）₆¹⁴C→2⁴He+₄¹⁰Be
（4）5：2

點(diǎn)評(píng)：原子核的衰變過(guò)程類(lèi)比于爆炸過(guò)程，滿(mǎn)足動(dòng)量守恒，掌握類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解答．