题目内容

【题目】卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子,发现质子的核反应为: ,已知氮核质量为mN=14.00753u,氧核的质量为mO=17.00454u,氦核质量mHe=4.00387u,质子(氢核)质量为mp=1.00815u。(已知:1uc2=931MeV,结果保留2位有效数字).

(1)求这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应?相应的能量变化为多少?

(2)若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核,反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1:50求氧核的速度大小。

【答案】(1)吸收能量1.2MeV (2)v=1.8×106m/s

【解析】1这一核反应中,质量亏损:m=mN+mHe-mO-mp=14.00753+4.00387-17.00454-1.00815=-0.00129u
由质能方程,则有E=m c2=-0.00129×931=-1.20MeV
故这一核反应是吸收能量的反应,吸收的能量为1.20MeV
2根据动量守恒定律,则有:mHe v0=mH vH+mOvO
又:vOvH=150
解得:vO=1.8×106m/s

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