题目内容
在核反应堆中,常用减速剂使快中子减速.假设减速剂的原子核质量是中子的k倍.中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰.设每次碰撞前原子核可认为是静止的,求N次碰撞后中子速率与原速率之比.
【答案】分析:中子与原子核发生弹性正碰,动量守恒,动能也守恒,根据两在守恒定律求出每次碰撞后中子速率与原速率之比,再分析规律,得出N次碰撞后中子速率与原速率之比.
解答:解:设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为mn和mA,碰撞后速度分别为v'n和v'A,碰撞前后的总动量和总能量守恒,有
mnvn=mnvn′+mAvA′…①
=
+
…②
式中vn为碰撞前中子速度,由题设
mA=kmn…③
由①②③式得,经1次碰撞后中子速率与原速率之比为
|
|=
…④
经N次碰撞后,中子速率与原速率之比为
答:N次碰撞后中子速率与原速率之比为
.
点评:微观粒子的碰撞遵守两大守恒定律:动量守恒和能量守恒定律.要善于分析若干次碰撞过程遵循的规律,采用归纳法进行研究.
解答:解:设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为mn和mA,碰撞后速度分别为v'n和v'A,碰撞前后的总动量和总能量守恒,有
mnvn=mnvn′+mAvA′…①
式中vn为碰撞前中子速度,由题设
mA=kmn…③
由①②③式得,经1次碰撞后中子速率与原速率之比为
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经N次碰撞后,中子速率与原速率之比为
答:N次碰撞后中子速率与原速率之比为
点评:微观粒子的碰撞遵守两大守恒定律:动量守恒和能量守恒定律.要善于分析若干次碰撞过程遵循的规律,采用归纳法进行研究.
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