Question

10．用速度为v₀的${\;}_{2}^{4}$He核轰击静止的${\;}_{7}^{14}$N核，发生核反应，产生两个新粒子．其中一个为${\;}_{8}^{17}$O核，速度为v₁．
①写出核反应方程；
②求另一粒子的速度．（原子核的质量之比等于质量数之比）

Answer 1

分析 ①根据质量数守恒和电荷数守恒，书写核反应方程．
②核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子的速度．

解答 解：①根据质量数守恒和电荷数守恒可知，另一个粒子的质量数是：4+14-17=1；电荷数是：2+7-8=1，所以另一个核是${\;}_{1}^{1}H$，核反应方程式为：
${\;}_{7}^{14}N{+}_{2}^{4}He$→${\;}_{8}^{17}O{+}_{1}^{1}H$，
②核反应过程系统动量守恒，以${\;}_{2}^{4}$He的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
m₀v₀=m₁v₁+m₂v₂，
整理得：v₂=$\frac{{m}_{0}{v}_{0}-{m}_{1}{v}_{1}}{{m}_{2}}=4{v}_{0}-17{v}_{1}$．
答：①核反应方程为${\;}_{7}^{14}N{+}_{2}^{4}He$→${\;}_{8}^{17}O{+}_{1}^{1}H$；②另一粒子的速度是4v₀-17v₁．

点评 微观粒子的碰撞与宏观物体的碰撞相似，也遵守动量守恒．书写核反应方程是基本功，要熟练掌握．