Question

在用α粒子轟擊靜止的氮核的實驗中，假設某次碰撞恰好發生在同一條直線上．己知α粒子轟擊前的速度為v₀，質量為m₀，產生的氧核速度為v₁，質量為m₁，同向飛出的質子

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H的質量為m₂，設光速為C，問：
（1）質子飛出的速度為多大？
（2）已知生成物氧核和質子的總動能比入射的α粒子動能少了△E_K，若該反應引起的質量可損中，伴隨著飛出一個光子，則該光子的能量E多大？

Answer 1

分析：α粒子轟擊靜止的氮核過程中動量和能量守恒，因此根據動量守恒和質能方程可正確解答該題．

解答：解：（1）由動量守恒定律m₀v₀=m₁v₁+m₂v₂
解出質子飛出的速度v2=

m0v0-m1v1

m2

（2）由質能方程，因質量虧損放出的能量△E=[m0-(m1+m2)]C2
由能量守恒定律E=△E+△E_K
聯立解得：E=(m0-m1-m2)C2+△EK
答：（1）質子飛出的速度為

m0v0-m1v1

m2

；
（2）該光子的能量E為(m0-m1-m2)C2+△EK．

點評：利用動量守恒和能量守恒解答原子物理問題是考查的重點，在平時訓練中要加強這方面的訓練．