21.(12分)构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有对应的反粒子.例如质子对应的有反质子,电子对应的有反电子(正电子)等.反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一.

1998年6月,我国科学家和工程师研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行.宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.

(1)已知PQ与MN之间的距离为a,匀强磁场的磁感强度为B,宇宙射线中的氢核的质量为m,带电量为e,以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区.请画出它进入磁场区后的径迹的示意图,并求出氢核在磁场中运动的轨道半径.

(2)求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O′点的距离b.

(3)若宇宙射线中的反氢核和反氦核以相同的速度进入磁谱仪的磁场区,它们在MN上留下的痕迹分别在什么位置?它们与O′点的距离各多大?

 0  155387  155395  155401  155405  155411  155413  155417  155423  155425  155431  155437  155441  155443  155447  155453  155455  155461  155465  155467  155471  155473  155477  155479  155481  155482  155483  155485  155486  155487  155489  155491  155495  155497  155501  155503  155507  155513  155515  155521  155525  155527  155531  155537  155543  155545  155551  155555  155557  155563  155567  155573  155581  447090 

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