题目内容

 光子的能量为，动量为，如果一个静止的放射元素的原子核在发生辐射时只发生一个光子，则辐射后的原子核（   ）

A．仍然静止

B．沿着与光子运动方向相反的方向运动

C．沿着与光子运动方向相同的方向运动

D．可能向相反的方向运动

 

【答案】

 C

 

练习册系列答案
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在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测．1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中
 
1
1
H的核反应，间接地证实了中微子的存在．
（1）中微子与水中的
 
1
1
H发生核反应，产生中子（
 
1
0
n）和正电子（
 
0
+1
e），即
中微子+
 
1
1
H→
 
1
0
n+
 
0
+1
e可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是
A
A
．（填写选项前的字母）
A、0和0             B、0和1        C、1和 0       D、1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即
 
0
+1
e
 
0
-1
e+→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为
8.2×10-14，
8.2×10-14，
 J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是
遵循动量守恒
遵循动量守恒
．
（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小．
解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确．
（2）产生的能量是由于质量亏损．两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由E=△mc2，故一个光子的能量为
E
2
，带入数据得
E
2
=8.2×10-14J．
正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒．
（3）物质波的波长为λ=
h
p
，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即p=
2mEk
，因为mn＜mc，所以pn＜pc，故λn＜λc．
光具有波粒二象性，光子的能量E=hν，其中频率表征波的特征.在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系为：p=.若某激光管以PW=60 W的功率发射波长λ=6.63×10-7 m的光束，试根据上述理论计算：

（1）试管在1 s内发射出多少个光子？

（2）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑板表面所受到光束对它的作用力F为多大？

光子的能量为hv,动量的大小为。如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则下列说法错误的是：

A．衰变后的原子核仍然静止

B．衰变后的原子核沿着与光子运动方向相反的方向运动

C．该过程中质量亏损为

D．该过程中质量亏损大于

 

 光子的能量为，动量为，如果一个静止的放射元素的原子核在发生辐射时只发生一个光子，则辐射后的原子核（   ）

A．仍然静止

B．沿着与光子运动方向相反的方向运动

C．沿着与光子运动方向相同的方向运动

D．可能向相反的方向运动

 

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