题目内容

原来静止的质量为m0的原子核,放出α粒子后转变为质量为m1,的原子核,该新核在其运动方向上又放出α粒子而衰变成静止的质量为m2的原子核,试求两个α粒子的动能,已知α粒子的质量为mα.

解析:利用质能方程解决时应注意:

(1)反应前后的总质量要弄清楚,不要把原子的质量和原子核的质量混淆,要耐心细致地进行计算,防止丢三落四造成错误.

(2)若求核能转化为核反应生成物的动能,需结合动量守恒定律求解.

根据在衰变过程的粒子动量守恒,可求出粒子间的速度关系,可根据质能方程求出产生的核能,再根据两粒子速度关系求出两粒子动能的关系,动能即等于核能,可求出α粒子的动能.

第一次放出α粒子后,根据动量守恒定律有,新核在运动方向上又放出α粒子,则有m1v1=mαvα′+0

可见两次放出α粒子动量大小相等,所以两个α粒子的动能相等.

设第一次放出α粒子后,新核和α粒子的动能分别为Ek1和Ek2,其总和等于原子核衰变时的质量亏损相对应的能量,即(m0-m1-mα)c2=Ek1+Ek2

而Ek1=m1v12=m1(vα)2=mαvα2()=Ekα;

代入上式得:(m0-m1-mα)v2=Ekα+Ekα=Ekα(1+)

故Ekα=.

答案:

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