题目内容
用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”。1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态)。测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0。查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过此实验在历史上首次发现了中子。假定铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量。(质量用原子质量单位u表示，1 u 等于一个12C原子质量的十二分之一，取氢核和氮核的质量分别为1 u和14 u。)
解：设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v，氢核的质量为mH。构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v′和vH′。由动量守恒与能量守恒定律得
mv＝mv′＋mHvH′ ①
mv2＝
mv′2＋
mHv′H2 ②
解得vH′＝
③
同理，对于质量为mN的氮核，其碰后速度为vN′＝
④
由③④式可得m＝
⑤
根据题意可知vH′＝7.0vN′ ⑥
将上式与题给数据代入⑤式得m＝1.2 u
mv＝mv′＋mHvH′ ①
mv2＝mv′2＋mHv′H2 ②解得vH′＝
③ 同理，对于质量为mN的氮核，其碰后速度为vN′＝
④ 由③④式可得m＝
⑤ 根据题意可知vH′＝7.0vN′ ⑥
将上式与题给数据代入⑤式得m＝1.2 u
练习册系列答案
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C原子质量的十二分之一。取氢核和氮核的质量分别为1.0u和14.0u。）