Question

用放射源釙的α射線轟擊鈹時，能發射出一種穿透力極強的中性射線，這就是所謂鈹“輻射”。1932年，查德威克用鈹“輻射”分別照射（轟擊）氫和氨（它們可視為處于靜止狀態）。測得照射后沿鈹“輻射”方向高速運動的氨核和氦核的質量之比為7.0。查德威克假設鈹“輻射”是由一種質量不為零的中性粒子構成的，從而通過上述實驗在歷史上首次發現了中子。假設鈹“輻射”中的中性粒子與氫或氦發生彈性正碰，試在不考慮相對論效應的條件下計算構成鈹“輻射”的中性粒子的質量。（質量用原子質量單位u表示，1 u等于1個12C原子質量的十二分之一。取氫核和氦核的質量分別為1.0 u和14 u。）

Answer 1

解：設構成鈹“輻射”的中性粒子的質量和速度分別為m和v，氫核的質量為m_H。構成鈹“輻射”的中性粒子與氫核發生彈性正碰，碰后兩粒子的速度分別為v'和v_H'
由動量守恒與能量守恒定律得：mv＝mv′＋m_Hv_H′

解得：
同理，對于質量為m_N的氮核，其碰后速度為
可求得：
根據題意可知：v_H′＝7.0v_N′
解得：m＝1.2u