题目内容
【题目】如图所示是拍摄在威尔逊云室里粒子径迹的照片，照片比例为1：1．威尔逊云室里充满气体，快速中子对气体作用，在该情况下引起气体核衰变，威尔逊云室充满氢（
）、酒精汽（
）和水（
）的混合物并放在磁感强度为
磁场里，磁感强度方向垂直于图面．
（1）求出现在A点的质子的能量．这质子径迹是曲线
，为什么质子径迹的曲率发生变化？求质子在其径迹C点具有能量．质子质量为
．
（2）哪一个元素的核在A点发生衰变，如果在这点开始的粒子径迹可视为两个质子和两个
粒子的径迹？
【答案】（1）见解析 （2）
碳核
【解析】
（1）为了求质子的动能
，必须知道质子速度v大小．不可能从图中直接确定这个量，为求v采用如下构思．
在磁感强度为B磁场中以速度v运动的质子受到洛仑磁力作用为
（我们认为，质子在图面内运动，即
）．
根据牛顿第二定律，这力使质子具有加速度
，由于
，所以加速度a是向心加速度：
，式中R是在该点径迹的曲率半径，即圆周的半径，其圆弧是衔接该点一段轨迹，于是
由此得
，
．
从图中可以确定R值，它可以这样做（如图所示）：在轨迹M点附L近取两点L和N，引入弦LM和NM，过弦中点作垂线，两条垂线的交点与轨迹LN段圆弧的圆心重N合，用这样方法确定在A点和C点轨迹曲线的半径，将所求的值代入表示
式中，求得
和
．毫无疑问，测出曲率半径的精确度影响求得值的精确度．按图计算（利用照片比例为1：1条件）得出
（显然，数量级理应如此）．
轨迹曲率半径的减小证实质子速度减小，质子当电离介质时消耗能量。
（2）在中子作用下未知核X的裂变反应以如下方式进行：
根据电荷守恒规律可知
．因此，X核是碳核，根据质量守恒规律求得
．最终核反应方程列成：
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