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如圖19-3-3在勻強磁場中的A點,有一個靜止的原子核,當它發生哪一種衰變時,射出的粒子以及新核的軌道才做如圖的圓周運動,并確定它們環繞的方向,若兩圓的半徑之比是44∶1,這個放射性元素原子核的原子序數是多少?

19-3-3

解析:因為原子核衰變時,遵守動量守恒定律,由原于核的初態是靜止的,可以判定:衰變時射出的粒子與新核的動量大小相等,方向相反.

設帶電粒子質量為m,在磁感應強度為B的磁場中,以速度v做勻速圓周運動,則其運動半徑為R=.

由衰變時動量守恒知射出粒子動量m1v1等于新核動量m2v2,而B相同,所以R與q成反比,可判定出衰變射出粒子運動軌道半徑大,新核半徑小.在A點利用左手定則可判斷出新核反沖速度方向,判斷出發射粒子的速度方向,即確定粒子的種類和衰變的類型.

可從發射粒子的電荷數確定新核的電荷數,由于衰變過程中電荷數守恒,可求出原來放射性元素原子核的電荷數即它的原子序數.

由R∝知大圓是發射出粒子的軌跡,小圓則是新核軌跡.

根據左手定則判斷:在A點發射出的粒子是負電子,

它初速度水平向左,沿圓軌道順時針方向旋轉.新核初速水平向右,沿圓軌道逆時針旋轉.

由于

q1=e,電荷數是1,所以q2=44e,電荷數是44,根據電荷守恒定律,原來的放射性元素原子核的原子序數是45,它發生的是β衰變,電子順時針方向做勻速圓周運動,新核逆時針做勻速圓周運動.

答案:45

練習冊系列答案
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如圖所示,在直角坐標系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形區域內,分布著磁感應強度均為B=5.0×10-3 T的勻強磁場,方向分別垂直紙面向外和向里.質量為m=6.64×10-27 kg、電荷量為q=+3.2×10-19 C的α粒子(不計α粒子重力),由靜止開始經加速電壓為U=1205 V的電場(圖中未畫出)加速后,從坐標點M(-4,)處平行于x軸向右運動,并先后通過兩個勻強磁場區域.

(1)請你求出α粒子在磁場中的運動半徑;

(2)你在圖中畫出α粒子從直線x=-4到直線x=4之間的運動軌跡,并在圖中標明軌跡與直線x=4交點的坐標;

(3)求出α粒子在兩個磁場區域偏轉所用的總時間.

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(1)請你求出α粒子在磁場中的運動半徑;

(2)你在圖中畫出α粒子從直線x=-4到直線x=4之間的運動軌跡,并在圖中標明軌跡與直線x=4交點的坐標;

(3)求出α粒子在兩個磁場區域偏轉所用的總時間.

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19-3-3

(1)14C發生衰變時所放射出的粒子是_____________.

(2)14C發生衰變時所放射出粒子的運動軌跡是____________(填“①”或“②”).

(3)14C的衰變方程是___________.

(4)簡要推導發生衰變后的瞬間放射出的粒子與反沖核的動能之比.

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