Question

14．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测．1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中${\;}_{1}^{1}$H的核反应，间接地证实了中微子的存在．
（1）中微子与水中的${\;}_{1}^{1}$H发生核反应，产生中子（${\;}_{0}^{1}$n）和正电子（${\;}_{+1}^{0}$e），即中微子+${\;}_{1}^{1}$H-→${\;}_{0}^{1}$n+${\;}_{+1}^{0}$e，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是A．（填写选项前的字母）
A．0和0  B．0和1  C．1和0  D．1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即${\;}_{+1}^{0}$e+${\;}_{-1}^{0}$e-→2γ．已知正电子和电子的质量都为9.1×10^-31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为8.2×10^-14 J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是总动量为零．

Answer 1

分析 （1）根据电荷数守恒、质量数守恒判断中微子的质量数和电荷数．
（2）根据质量亏损，通过爱因斯坦质能方程求出每个光子的能量．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，因为要遵循动量守恒．

解答 解：（1）由质量数守恒和电荷数守恒，可判断中微子的质量数和电荷数均为零．
（2）正负电子相遇转变为一对光子，由能量守恒和质能方程得：2m_ec²=2E
故E=m_ec²=9.1×10^-31×3²×10¹⁶ J=8.2×10^-14 J
相遇前总动量为零，相遇后总动量也为零，故不可能转变为一个光子．
故答案为：（1）A；（2）8.2×10^-14，总动量为零．

点评 解决本题的关键知道核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒，掌握爱因斯坦质能方程．