Question

1930年發(fā)現(xiàn)用釙放出的射線，其貫穿能力極強，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出一些氫核和氮核.若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為v_H=3.5×10⁷ m/s，被打出的氮核的最大速度v_N=4.7×10⁶ m/s，假定正碰時無機械能損失，設(shè)未知射線中粒子質(zhì)量為m，初速為v，質(zhì)子的質(zhì)量為m′.

(1)推導(dǎo)打出的氫核和氮核速度的字母表達(dá)式；

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子的質(zhì)量m′之比(已知氮核質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍).

Answer 1

(1) v_N=v.

(2) 1.016 5.

解析:

氫核和氮核正碰滿足動量守恒和機械能守恒，利用動量守恒和機械能守恒定律進(jìn)行計算.

(1)碰撞滿足動量守恒和機械能守恒，與氫核碰撞時，有

mv=mv₁+m_Hv_H²,mv²=mv₁²+m_Hv_H²

解得v_H=v

同理可得v_N=v.

(2)由(1)可得=，代入數(shù)據(jù)得=1.016 5.