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13.中微子是一种非常小的基本粒子,广泛存在于宇宙中,共有电子中微子、μ中微子和r中微子三种形态.其中只有前两者能被观测到,中微子的质量远小于质子的质量,且不带电,它可以自由穿过地球,不与任何物质发生作用,因而难以捕捉和探测,被称为宇宙间的“隐身人”.中微子研究是当前物理研究的一大热点,雷蒙德•戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(vc)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖,他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程为:vc${+}_{17}^{37}$Cl→${\;}_{18}^{37}$Ar${+}_{-1}^{0}$e,求:
①在这个核反应过程中动量守恒定律还成立吗?
②已知${\;}_{17}^{37}$Cl核的质量为36.95658u,${\;}_{18}^{37}$Ar核的质量为36.9569lu,${\;}_{-1}^{0}$e的质量为0.00055u,质量u对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量是多少?

分析 ①在这个核反应过程中遵守动量守恒定律.
②根据题意可知该核反应过程中质量增加,需要提供能量,根据质能方程求出反应所需的能量,再根据能量的守恒即可求出电子中微子的最小能量.

解答 解:①在这个核反应过程中,外力远小于内力,动量守恒定律成立.
②反应过程需要的能量为:△E=△mc2=(36.95691u+0.00055u-36.95658u)×931.5MeV≈0.82MeV
所以电子中微子的最小能量为:E=△E=0.82MeV
答:①在这个核反应过程中动量守恒定律成立.
②电子中微子的最小能量是0.82MeV.

点评 本题考查了能量守恒在原子物理知识中的应用,要要掌握爱因斯坦质能方程,解答这类问题时在计算上不要出错.

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