题目内容

关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中：
（1）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为
 
．
（2）1932年，查德威克用一种中性粒子流分别轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氮核和氢核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子．
查德威克认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果．实验中测得被碰氢核的最大速度为vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度为vN=4.50×106 m/s；已知mN=14mH．
请你根据查德威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系？（保留三位有效数字．
分析：（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，产生了质子和氧17，根据质量数守恒和电荷数守恒配平，书写核反应方程．
（2）根据查德威克的理论：氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰，遵守动量守恒和能量守恒，由两大守恒定律列式得到氢核的最大速度vH与初速度v0的关系式；用同样的方法得到中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度vN表达式，即可得到两个之比，从而求中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系．
解答：解：（1）核反应方程为 
 
14
7
N+
 
4
2
He→
 
1
1
H+
 
17
  8
O
（2）查德威克认为氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰；设中性粒子质量为m，速度为v0，氢核的质量为mH，最大速度为vH，并认为氢核在打出前为静止的，那么根据动量守恒和能量守恒可知：
  mv0=mv+mHvH ①
 
1
2
m
v
2
0
=
1
2
mv2+
1
2
mH
v
2
H
  ②
其中v是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：

  vH=
2mv0
m+mH
   ③
同理，mv0=mv+mNvN                      
 
1
2
mv02=
1
2
mv2+
1
2
mNvN2               
可得出中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 vN=
2mv0
m+mN
     ④
查德威克在实验中测得被碰氢核的最大速度为：vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度为vN=4.50×106 m/s，
因为mN=14mH，由方程③④可得
vH
vN
=
m+mN
m+mH
=
m+14mH
m+mH
       ⑤
将速度的最大值代入方程⑤，
3.3×107
4.5×106
=
m+14mH
m+mH

解得：m=1.05mH                        ⑥
答：（1）
 
14
7
N+
 
4
2
He→
 
1
1
H+
 
17
  8
O；
（2）中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系是m=1.05mH．
点评：书写核反应方程式是基本功，关键要抓住两大守恒：质量数守恒和电荷数守恒．对于弹性碰撞，其基本规律是动量守恒和能量守恒．
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关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中：

   （1）1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核从而发现了质子，其反应方程为         。

   （2）1932年，查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子。

查德威认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果，实验中测得被碰氢核的最大速度为VH=3.30×107m/s，被碰氮核的最大速度为VN=4.50×106m/s；已知mN=14mH.

请你根据查德威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH的关系？（保留三位有效数字）
【物理3-5模块】

关于“原子核组成“的研究，经历了一些重要阶段，其中：

（1）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为________________。

（2）1932年，查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量处被打出的氮核和氢核的速度，并由此推算处这种粒子的质量而发现了中子。

理查威克认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果。实验中测得被碰氢核的最大速度为vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度为vN=4.50×106 m/s；已知mN=14 mH。

请你根据理查威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH的关系？（保留三位有效数字）

关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中：
（1）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为______7N+He→H+O

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