Question

13．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（　　）

• A． 轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外
• B． 轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外
• C． 轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里
• D． 轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里

Answer 1

分析 静止的原子核发生β衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后粒子与反冲核的运动方向相反，动量的方向相反，大小相等．由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{P}{qB}$，P是动量，得出两个粒子半径轨迹半径大小关系，判断各自运动的轨迹；结合运动的方向判断磁场的方向．

解答 解：原子核发生β衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；
由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{P}{qB}$（P是动量），分析得知，r与电荷量成反比，β粒子与新核的电量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则β粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1．所以半径比较大的轨迹1是衰变后β粒子的轨迹，轨迹2是新核的．
新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向里．
由以上的分析可知，选项D正确，ABC错误．
故选：D．

点评 该题即使没有说明是β衰变也可根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动的轨迹由左手定则可以分析判断粒子的带电的情况．
其中要注意的是电子的动量与新核的动量大小相等．