Question

带电粒子在“云室”中运动时．可呈现其运动径迹．将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变规律．现将一静止的放射性¹⁴C放入上述装置中．当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射出的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图所示（发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直，a、b均表示长度）．则
（1）¹⁴C发生衰变时所放射出的粒子是
（2）¹⁴C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是______（填①、②）
（3）¹⁴C的衰变方程是：
（4）简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比．

Answer 1

【答案】分析：根据形成的径迹发现判断粒子的电性．核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，根据牛顿第二定律和运动学公式求解．根据电荷数守恒质量数写出核反应方程式．
解答：解：（1）由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，带正电，所以放出的粒子为α粒子．
（2）由动量守恒得，α粒子与反冲核的动量相同，由半径公式知α粒子的半径大，所以运动轨迹是②．
（3）核反应方程是₆¹⁴C→2⁴He+₄¹⁰Be
（4）α粒子的动量与反冲核的动量相同，，所以动能之比等于质量反比，E_Kα：E_KC=14：4=7：2

故答案为：（1）α粒子
（2）②
（3）₆¹⁴C→2⁴He+₄¹⁰Be
（4）5：2
点评：原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，掌握类平抛运动的规律解答．