题目内容
我国科学家在对放射性元素的研究中,进行如下实验:如图所示,以MN为界,左、右两边分别是磁感应强度为2B和B的匀强磁场,且磁场区域足够大。在距离界线为l处平行于MN固定一个长为s光滑的瓷管PQ,开始时一个放射性元素的原子核处在管口P处,某时刻该原子核平行于界线的方向放出一质量为m、带电荷量为-e的电子,发现电子在分界线处速度方向与界线成60°角进入右边磁场,反冲核在管内做匀速直线运动,当到达管另一端Q点时,刚好又俘获了这个电子而静止,求:
(1)电子在两磁场中运动的轨道半径大小(仅用l表示)和电子的速度大小;
(2)反冲核的质量。
(1)电子在两磁场中运动的轨道半径大小(仅用l表示)和电子的速度大小;
(2)反冲核的质量。
解:由题意知有两种可能轨迹,示意图分别如图甲、乙所示
对于图甲所示情况:
(1)R1=l+R1sin 30°,则R1=2l
由,,得R2=2R1=4l,
(2)运行时间:
反冲核的速度
由动量守恒mv-MV=0,得反冲核的质量
[或将代入得]
对于图乙所示情况:
(1)由图乙可得l=R1+R1sin 30°,则
由,得,
(2)运行时间
反冲核的速度
由动量守恒mv-MV=0,得反冲核的质量
[或将代入得]
对于图甲所示情况:
(1)R1=l+R1sin 30°,则R1=2l
由,,得R2=2R1=4l,
(2)运行时间:
反冲核的速度
由动量守恒mv-MV=0,得反冲核的质量
[或将代入得]
对于图乙所示情况:
(1)由图乙可得l=R1+R1sin 30°,则
由,得,
(2)运行时间
反冲核的速度
由动量守恒mv-MV=0,得反冲核的质量
[或将代入得]
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