Question

【物理3-5模块】静止在匀强磁场中的⁶₃Li核俘获一个运动方向垂直于磁场，速度大小为7.7×10⁴ m/s的中子，若发生核反应后只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（⁴₂He）。反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。⁴₂He核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40∶3。则：

（1）写出此核反应的方程式。

（2）求产生的未知新粒子的速度。

Answer 1

（1）Li+nHe+H

（2）设中子、氢核（⁴₂He）、氘核（³₁H）的质量分别为m₁、m₂、m₃，速度大小分别为v₁、v₂、v₃，粒子做匀速圆周运动的半径为R，

由qvB=得R=

由，可得①

由径迹图象可知v₂与v₁同向，v₃与v₁反向，

由动量守恒定律得

m₁v₁=m₂v₂-m₃v₃②

即m₁v₁=m₃v₃-m₃v₃

解得v₃=1×10³ m/s

方向与中子速度方向相反。