题目内容

如图所示,在xOy平面上,一个以原点O为中心、半径为R的圆形区域内存在着一匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于xOy平面向内。在O处原来静止着一个具有放射性的原子核(氮),某时刻该核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核。已知正电子从O点射出时沿小x轴正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域,正电子电荷量为e。不计重力影响和粒子间的相互作用。
(1)试写出的衰变方程;
(2)求正电子离开磁场区域时的位置。

解:(1)
(2)设正电子质量为m1,速度为v1,轨道半径为R1,反冲核质量为m2,速度为v2,轨道半径为R2。如图所示,正电子电荷量为e,反冲核电荷量q=6e。据动量守恒定律,有m1v1=m2v2

正电子的轨道半径
反冲核的轨道半径
据题意知
由以上各式得R1=3R
设正电子离开磁场区域的位置坐标为(x,y),由几何关系得

解得
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