關於原子核勻強磁場中有一個靜止的氮核N,被一個運動方向與磁場垂直速度大小爲v的α粒子擊中形成覆核,然後沿與v相反的方向釋

題目:

關於原子核
勻強磁場中有一個靜止的氮核N,被一個運動方向與磁場垂直速度大小爲v的α粒子擊中形成覆核,然後沿與v相反的方向釋放一個速度大小也爲v的質子,則求質子和反衝核的在磁場中做圓周運動的半徑之比.
答案其實是8:5

解答:

其實,主要是洛侖茲力提供向心力,qvB=mv²/r,即r=mv/qB.
整個核反應過程如下:N+α→F→O+p.
根據動量守恆:(Mα)v=(Mo)V+(Mp)v.
以原子核的質量數代替原子核質量,則近似有Mα=4,Mo=16,Mp=1,即4v=16V+(-v),16V=5v.
α粒子是He原子核,帶2單位正電荷;N原子核帶7單位正電荷;按照電荷守恆,可得,p質子帶電1個正電荷,O原子核帶8個正電荷.
質子圓周運動的半徑與反衝氧原子核圓周運動的半徑之比r:R=[(Mp)v/(Qp)]:[(Mo)V/(Qo)]=(v/1):(16V/8)=8:5.
這僅僅是理論值而已,實際上,核反應過程中,氧原子核不可能是完全電離帶8個正電荷的,所以,實際上這個比值要小於8:5.

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