Question

在匀强电场中逆电场线运动的U核（）速度减为零时，若恰好发生α衰变，衰变时放出的α粒子的速度大小为v₀，方向与电场线垂直。

（1）衰变后的残核如何运动？初速度多大？

（2）衰变后当α粒子沿电场线的方向位移为L时，试求残核沿电场线方向的位移。

 

Answer 1

解：（1）U核（U）发生α衰变时，动量守恒，α粒子与残核的速度均与电场线垂直，残核所受电场力与初速度垂直，残核将做类平抛运动。

设α粒子质量为4m，则残核质量为234m，由动量守恒定律得，4mv₀=234mv

解得残核的初速度v=v₀。

(2)α粒子和残核沿电场线均做初速为零的匀加速直线运动，设电场强度为E，由牛顿第二定律得α粒子的加速度a₁=

残核的加速度a₂=

α粒子的位移L=a₁t²

残核的位移L′=a₂t²

由以上各式解得残核沿电场线方向的位移L′=。