Question

在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來靜止的原子核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中a、b所示，由此可以判定（　　）

A、該核發(fā)生的是α衰變

B、該核發(fā)生的是β衰變

C、磁場(chǎng)方向一定是垂直紙面向里

D、磁場(chǎng)方向向里還是向外不能判定

Answer 1

分析：放射性元素的原子核，沿垂直于磁場(chǎng)方向放射出一個(gè)粒子后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在洛倫茲力的作用下都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．放射性元素放出粒子，動(dòng)量守恒，由半徑公式分析α粒子和β粒子與反沖核半徑關(guān)系，根據(jù)洛倫茲力分析運(yùn)動(dòng)軌跡是內(nèi)切圓還是外切圓，判斷是哪種衰變．

解答：解：A、B放射性元素放出α粒子時(shí)，α粒子與反沖核的速度相反，而電性相同，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相反，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為外切圓．而放射性元素放出β粒子時(shí)，β粒子與反沖核的速度相反，而電性相反，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為內(nèi)切圓．故放出的是β粒子，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、D．粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向不同，粒子旋轉(zhuǎn)的方向相反，由于粒子的速度方向未知，不能判斷磁場(chǎng)的方向．故C錯(cuò)誤D正確．
故選BD

點(diǎn)評(píng)：放射性元素放射后，兩帶電粒子的動(dòng)量是守恒．正好軌跡的半徑公式中也有動(dòng)量的大小，所以可以研究半徑與電荷數(shù)的關(guān)系．