Question

如圖3所示，靜止在勻強磁場中的Li.俘獲一個速度為v₀=7.7×10⁴ m/s的中子而發生核反應Li+n→H+He，若已知He的速度v₂=2.0×10⁴ m/s，其方向跟中子反應前的速度方向相同，則:?

圖3

(1)H的速度為多大??

(2)在圖中畫出粒子H和He的運動軌跡，并求它們的軌道半徑之比;

(3)當He旋轉了3周時，粒子H旋轉了幾周??????

Answer 1

(1)-1.0×10³ m/s?

(2)運動軌跡如圖所示　  3∶40?(3)2周?

解析：這是一個核反應跟動量守恒及洛倫茲力相結合的問題.核俘獲的過程中，系統動量守恒：m_nv₀=m_Hv₁+m_Hev₂，所以v₁=代入數據m_n=1 u,m_He=4 u,m_H=3 u，得：v₁=-1.0×10³ m/s，負號表示跟v₀的方向相反.?

(2)如圖所示，H和He在磁場中的半徑之比為r_H∶代入數據得3∶40，運動軌跡如圖所示.?

(3)H和He的周期之比為代入數據得3∶2，所以它們的轉動周期數之比則為2∶3，當α粒子轉動3周時，氚核轉動2周.