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
 11
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
 11
H
发生核反应,产生中子(
 10
n
)和正电子(
 0+1
e
),即
中微子+
 11
H
 10
n
+
 0+1
e
可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是______.(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
 0+1
e
 0-1
e
+→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为______ J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是______.
(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
解析:(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确.
(2)产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,由E=△mc2,故一个光子的能量为
E
2
,带入数据得
E
2
=8.2×10-14J.
正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,故如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒.
(3)物质波的波长为λ=
h
p
,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即p=
2mEk
,因为mn<mc,所以pn<pc,故λn<λc
 0  10703  10711  10717  10721  10727  10729  10733  10739  10741  10747  10753  10757  10759  10763  10769  10771  10777  10781  10783  10787  10789  10793  10795  10797  10798  10799  10801  10802  10803  10805  10807  10811  10813  10817  10819  10823  10829  10831  10837  10841  10843  10847  10853  10859  10861  10867  10871  10873  10879  10883  10889  10897  176998 

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