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”中的中性粒子与氢核或氮核发生弹性正碰,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,1u等于12C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.)
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=m v′+mH vH′①
mv2=
mv/2+
mH
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中2mv相同式可得
m=
⑤
将mH=1.0u和mN=14.0u和vH′=7.0vN′代入⑤式得
m=1.2u
即构成铍“辐射”的中性粒子的质量为1.2u.
mv=m v′+mH vH′①
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | /2H |
解得
vH′=
| 2mv |
| m+mH |
同理,对于质量为mN的氮核,其碰后速度为
vN′=
| 2mv |
| m+mN |
由③④中2mv相同式可得
m=
mN
| ||||
|
将mH=1.0u和mN=14.0u和vH′=7.0vN′代入⑤式得
m=1.2u
即构成铍“辐射”的中性粒子的质量为1.2u.
练习册系列答案
相关题目