Question

10．1934年约里奥．居里夫妇用α粒子轰击静止的${\;}_{13}^{27}$Al，发现了放射性磷${\;}_{15}^{30}$P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．
①写出这个过程的核反应方程式；
②若该种粒子以初速度v₀与一个静止的¹²C核发生碰撞但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v₁，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

Answer 1

分析 ①核反应过程系统核电荷数与质量数守恒，根据核电荷数与质量数守恒写出反应方程式．
②碰撞过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出碰撞后的速度．

解答 解：①由核电荷数与质量数守恒可知，核反应方程式为：${\;}_2^4{H_e}+{\;}_{13}^{27}Al→{\;}_{15}^{30}P+{\;}_0^1n$；
②碰撞过程系统动量守恒，以粒子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
mυ₀=m（-υ₁）+12mυ₂，
解得：${υ_2}=\frac{{{υ_0}+{υ_1}}}{12}$，方向：与中子初速度方向相同；
答：①核反应方程式为：${\;}_2^4{H_e}+{\;}_{13}^{27}Al→{\;}_{15}^{30}P+{\;}_0^1n$；
②碰撞后¹²C核的速度大小为：$\frac{{v}_{0}+{v}_{1}}{12}$，方向：与中子初速度方向相同．

点评 核反应过程系统核电荷数与质量数守恒、核子与原子核间碰撞时系统动量守恒，根据核电荷数与质量数守恒可以写出核反应方程式，应用动量守恒定律可以解题．