Question

在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。
中微子的性質十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統，利用中微子與水中的核反應，間接地證實了中微子的存在。
（1）中微子與水中的發生核反應，產生中子（）和正電子（），即
中微子+→+
可以判定，中微子的質量數和電荷數分別是   ____ 。（填寫選項前的字母）

A．0和0

B．0和1

C．1和 0

D．1和1

（2）上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉變為兩個光子（），即            +2
已知正電子和電子的質量都為9.1×10^-31㎏，反應中產生的每個光子的能量約為   ______  J.正電子與電子相遇不可能只轉變為一個光子，原因是   ______________________    。
（3）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質波波長的大小。

Answer 1

（1）A    (2)    遵循動量守恒
（3）粒子的動量，物質波的波長
由，知，則

（1）發生核反應前后，粒子的質量數和核電荷數均不變，據此可知中微子的質量數和電荷數分都是0，A項正確。
（2）產生的能量是由于質量虧損。兩個電子轉變為兩個光子之后，質量變為零，由，故一個光子的能量為，帶入數據得=J。
正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統總動量為零，故如果只產生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒。
（3）物質波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即，因為，所以，故。