Question

【物理3-5模塊】靜止在勻強磁場中的⁶₃Li核俘獲一個運動方向垂直于磁場，速度大小為7.7×10⁴ m/s的中子，若發生核反應后只產生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核（⁴₂He）。反應前后各粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示。⁴₂He核與另一種未知新粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑之比為40∶3。則：

（1）寫出此核反應的方程式。

（2）求產生的未知新粒子的速度。

Answer 1

（1）Li+nHe+H

（2）設中子、氫核（⁴₂He）、氘核（³₁H）的質量分別為m₁、m₂、m₃，速度大小分別為v₁、v₂、v₃，粒子做勻速圓周運動的半徑為R，

由qvB=得R=

由，可得①

由徑跡圖象可知v₂與v₁同向，v₃與v₁反向，

由動量守恒定律得

m₁v₁=m₂v₂-m₃v₃②

即m₁v₁=m₃v₃-m₃v₃

解得v₃=1×10³ m/s

方向與中子速度方向相反。