Question

15．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的某天然放射性元素的原子核发生衰变，放出的带电粒子和产生的新核均恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（　　）

• A． 该原子核发生的是α衰变
• B． 该原子核发生的是β衰变
• C． 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向外
• D． 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里

Answer 1

分析 静止的原子核发生β衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后粒子与反冲核的运动方向相反，动量的方向相反，大小相等．由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{P}{qB}$，P是动量，分析两个粒子半径轨迹半径之比．

解答 解：A、B、原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；
根据左手定则可知，若是发生α衰变，则α粒子与新核都带正电，由于粒子动量的方向相反，所以洛伦兹力的方向相反，是外切圆；若发生β衰变，β粒子是电子，带负电，由于粒子动量的方向相反，所以洛伦兹力的方向相同，是内切圆．故该原子核发生的是β衰变．故A错误，B正确；
C、D、由半径公式r=$\frac{mv}{qB}$=$\frac{P}{qB}$（P是动量），分析得知，r与电荷量成反比，β粒子与新核的电量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则β粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1．所以半径比较大的轨迹1是衰变后β粒子的轨迹，轨迹2是新核的．新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向里．故D正确，C错误．
故选：BD．

点评 该题即使没有说明是β衰变也可根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动的轨迹由左手定则可以分析判断粒子的带电的情况．
其中要注意的是电子的动量与新核的动量大小相等．