Question

帶電粒子在“云室”中運動時．可呈現其運動徑跡．將“云室”放在勻強電場中，通過觀察分析帶電粒子的徑跡，可以研究原子核發生衰變規律．現將一靜止的放射性¹⁴C放入上述裝置中．當它發生衰變時，可能放出α粒子或電子或正電子．所放射出的粒子與反沖核經過相等時間所形成的徑跡如圖所示（發生衰變后的瞬間放射出的粒子和反沖核的速度方向與電場強度E垂直，a、b均表示長度）．則
（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

②

（填①、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．

Answer 1

分析：根據形成的徑跡發現判斷粒子的電性．核衰變過程動量守恒，反沖核與釋放出的粒子的動量大小相等，根據牛頓第二定律和運動學公式求解．根據電荷數守恒質量數寫出核反應方程式．

解答：解：（1）由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場強度方向相同，帶正電，所以放出的粒子為α粒子．
（2）由動量守恒得，α粒子與反沖核的動量相同，由半徑公式r=

mv

qB

知α粒子的半徑大，所以運動軌跡是②．
（3）核反應方程是₆¹⁴C→2⁴He+₄¹⁰Be
（4）α粒子的動量與反沖核的動量相同，EK=

P2

2m

，所以動能之比等于質量反比，E_Kα：E_KC=14：4=7：2

故答案為：（1）α粒子
（2）②
（3）₆¹⁴C→2⁴He+₄¹⁰Be
（4）5：2

點評：原子核的衰變過程類比于爆炸過程，滿足動量守恒，掌握類平拋運動的規律解答．