Question

為確定愛因斯坦的質能方程△E=△mc²的正確性，設計了如下實驗：用動能為E₁=0.60MeV的質子轟擊靜止的鋰核

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Li，生成兩個α粒子，測得兩個α粒子的動能之和為E₂=19.9MeV，已知質子、α粒子、鋰粒子的質量分別取m_α=4.0015μ、m_p=1.0073μ、m_Li=7.0160μ，求：
（1）寫出該反應方程．
（2）通過計算說明△E=△mc²正確．（1u=1.6606×10^-27㎏）

Answer 1

（1）核反應方程為：₃⁷Li+₁¹H→2₂⁴He
（2）核反應的質量虧損：
△m=m_Li+m_p-2m_He
=7.0160u+1.0073u-2×4.0015u=0.0203u
由質能方程可得與質量虧損相當的能量：
△E=△mc²=0.0203×931MeV=18.9MeV
而系統增加的能量：△E′=E₂-E₁=19.3MeV
這些能量來自核反應中，在誤差允許的范圍內可認為相等，
所以△E=△mc²正確．
答：（1）核反應方程是₃⁷Li+₁¹H→2₂⁴He；（2）△E=△mc²正確．