高二物理課件 19.3 《探測(cè)射線的方法》 19.4 放射性的應(yīng)用與防護(hù) （人教選修3-5）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 一 威耳遜云室和蓋革 米勒計(jì)數(shù)器 1 威耳遜云室 1 構(gòu)造云室的主要結(jié)構(gòu)如圖所示 圓筒形容器的下底是一個(gè)可在小范圍活動(dòng)的活塞 上蓋是透明的 通過它可觀察云室內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象或進(jìn)行照相 放射源可放在室內(nèi)側(cè)壁附近 也可放在室外側(cè)壁的窗口 2 原理實(shí)驗(yàn)時(shí) 在云室內(nèi)加一些酒精 使室內(nèi)充滿飽和汽 然后使活塞迅速向下移動(dòng)一段距離 室內(nèi)氣體由于突然膨脹而溫度降低 使酒精的飽和汽處于過飽和狀態(tài) 這時(shí)如果有能量較高的粒子從室內(nèi)氣體中飛過 就會(huì)使沿途的氣體分子電離產(chǎn)生離子 過飽和汽便以這些離子為核心凝成一條霧跡 3 放射線在云室中的徑跡 粒子的質(zhì)量比較大 在氣體中飛行時(shí)不易改變方向 由于它的電離本領(lǐng)大 沿途產(chǎn)生的離子多 所以它在云室中的徑跡直而粗 粒子的質(zhì)量小 跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向 并且電離本領(lǐng)小 沿途產(chǎn)生的離子少 所以它在云室中的徑跡比較細(xì) 而且常常彎曲 粒子的電離本領(lǐng)更小 在云室中一般看不到它的徑跡 2 蓋革 米勒計(jì)數(shù)器 1 構(gòu)造計(jì)數(shù)器的主要部分是計(jì)數(shù)管 其結(jié)構(gòu)如圖所示 它是一支玻璃管 里面有一個(gè)銅圓筒 或在管壁上涂有一層導(dǎo)電薄膜 這是陰極 穿過圓筒軸心的鎢絲是陽極 管內(nèi)充有低壓的惰性氣體 工作時(shí)在兩極間加上的電壓通常略低于管內(nèi)氣體的電離電壓 2 原理當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí) 它使管內(nèi)的氣體電離 產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)中被加速 能量越來越大 電子跟管中的氣體分子碰撞時(shí) 又使氣體分子電離 產(chǎn)生電子 這樣 一個(gè)粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子 這些電子到達(dá)陽極 陽離子到達(dá)陰極 在電路中就產(chǎn)生一次脈沖放電 利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來 3 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 放大倍數(shù)很大 非常靈敏 用它來檢測(cè)放射性是很方便的 缺點(diǎn) 它對(duì)于不同的射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同 因此只能用來計(jì)數(shù) 而不能區(qū)分射線的種類 如果同時(shí)有大量粒子 或兩個(gè)粒子射來的時(shí)間間隔很短 小于200 s 時(shí) 也不能區(qū)分它們 氣泡室的原理同云室的原理類似 所不同的是氣泡室里裝的是液體 如液態(tài)氫 而云室里裝的是氣體 典例1 用蓋革 米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次 若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間 計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線 10天后再次測(cè)量 測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次 則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說法正確的是 A 放射源射出的是 射線B 放射源射出的是 射線C 這種放射性元素的半衰期是5天D 這種放射性元素的半衰期是2 5天 解題指導(dǎo) 解答該題時(shí)要關(guān)注以下兩點(diǎn) 1 根據(jù) 射線 射線的穿透能力確定射線的種類 2 由半衰期的定義求出該元素的半衰期 標(biāo)準(zhǔn)解答 選A C 因厚紙板能擋住這種射線 知這種射線是穿透能力最差的 射線 選項(xiàng)A正確 B錯(cuò)誤 因放射性元素原子核個(gè)數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)成正比 10天后測(cè)出放射強(qiáng)度為原來的四分之一 說明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來的四分之一 由半衰期公式知已經(jīng)過了兩個(gè)半衰期 故半衰期是5天 變式訓(xùn)練 用 粒子照射充氮的云室 攝得如圖所示的照片 下列說法中正確的是 A A是 粒子的徑跡 B是質(zhì)子的徑跡 C是新核的徑跡B B是 粒子的徑跡 A是質(zhì)子的徑跡 C是新核的徑跡C C是 粒子的徑跡 A是質(zhì)子的徑跡 B是新核的徑跡D B是 粒子的徑跡 C是質(zhì)子的徑跡 A是新核的徑跡 解析 選D 粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個(gè)新核并放出質(zhì)子 入射的是 粒子 所以B是 粒子的徑跡 產(chǎn)生的新核質(zhì)量大電離作用強(qiáng) 所以徑跡粗而短 故A是新核徑跡 質(zhì)子電離作用弱一些 貫穿作用強(qiáng) 所以細(xì)而長(zhǎng)的徑跡是質(zhì)子的徑跡 所以正確選項(xiàng)為D 二 核反應(yīng)及核反應(yīng)方程 1 核反應(yīng)的條件 用 粒子 質(zhì)子 中子 甚至用 光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變 2 核反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開 而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變 3 原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn) 1 1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng) 147N 42He178O 11H 2 1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng) 94Be 42He126C 10n 3 1934年約里奧 居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng) 2713Al 42He3015P 10n 3015P3014Si 01e 4 人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較 1 不同點(diǎn) 原子核的人工轉(zhuǎn)變 是一種核反應(yīng) 是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果 需要一定的裝置和條件才能發(fā)生 而衰變是原子核的自發(fā)變化 它不受物理化學(xué)條件的影響 2 相同點(diǎn) 人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣 在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒 反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒 1 核反應(yīng)過程一般都是不可逆的 核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接 只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向 2 核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒 核反應(yīng)過程中 一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化 典例2 2010 全國(guó)高考 原子核AZX與氘核21H反應(yīng)生成一個(gè) 粒子和一個(gè)質(zhì)子 由此可知 A A 2 Z 1B A 2 Z 2C A 3 Z 3D A 3 Z 2 解題指導(dǎo) 解答本題時(shí) 可參照以下解題步驟 標(biāo)準(zhǔn)解答 選D 寫出核反應(yīng)方程 AZX 21H42He 11H 由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 列方程A 2 4 1 Z 1 2 1 解得 A 3 Z 2 故答案為D 規(guī)律方法 書寫核反應(yīng)方程的原則 1 質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 2 中間用箭頭 不能寫成等號(hào) 3 能量守恒 中學(xué)階段不做要求 4 核反應(yīng)必須是實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)生的 變式訓(xùn)練 1993年 中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素20278Pt 制取過程如下 1 用質(zhì)子轟擊鈹靶94Be產(chǎn)生快中子 2 用快中子轟擊汞20480Hg 反應(yīng)過程可能有兩種 生成20278Pt 放出氦原子核 生成20278Pt 放出質(zhì)子 中子 3 生成的20278Pt發(fā)生兩次 衰變 變成穩(wěn)定的原子核汞20280Hg 寫出上述核反應(yīng)方程式 解析 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù) 然后寫出核反應(yīng)方程 1 94Be 11H95B 10n 2 20480Hg 10n20278Pt 32He20480Hg 10n20278Pt 211H 10n 3 20278Pt20279Au 0 1e 20279Au20280Hg 0 1e答案 見解析 三 放射性同位素及其應(yīng)用 1 放射性同位素 1 放射性同位素的分類 天然放射性同位素 人工放射性同位素 2 人工放射性同位素的優(yōu)勢(shì) 放射強(qiáng)度容易控制 可制成各種所需的形狀 半衰期短 廢料易處理 2 放射性的應(yīng)用 1 放射出的射線的利用 利用 射線的貫穿本領(lǐng) 利用60Co放出的很強(qiáng)的 射線來檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼和裂紋 這叫 射線探傷 利用 射線可以檢查30cm厚的鋼鐵部件 利用放射線的貫穿本領(lǐng) 可用來檢查各種產(chǎn)品的厚度 密封容器中的液面高度等 從而自動(dòng)控制生產(chǎn)過程 利用射線的電離作用 放射線能使空氣電離 從而可以消除靜電積累 防止靜電產(chǎn)生的危害 利用 射線對(duì)生物組織的物理 化學(xué)效應(yīng)使種子發(fā)生變異 培育優(yōu)良品種 利用放射性產(chǎn)生的能量轟擊原子核 實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變 在醫(yī)療上 常用以控制病變組織的擴(kuò)大 2 作為示蹤原子 在工業(yè)上 可用示蹤原子檢查地下輸油管道的漏油情況 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 可用示蹤原子確定植物在生長(zhǎng)過程中所需的肥料和合適的施肥時(shí)間 在醫(yī)學(xué)上 可用示蹤原子幫助確定腫瘤的部位和范圍 在生物科學(xué)研究方面 放射性同位素示蹤法在生物化學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛 它為揭示體內(nèi)和細(xì)胞內(nèi)理化過程的秘密 闡明生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ) 起了極其重要的作用 使生物化學(xué)從靜態(tài)進(jìn)入動(dòng)態(tài) 從細(xì)胞水平進(jìn)入分子水平 在利用放射性的同時(shí) 要注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境 從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 典例3 關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說法中正確的是 A 放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電 從而達(dá)到消除有害靜電的目的B 利用 射線的貫穿性可以為金屬探傷 也能進(jìn)行人體透視C 用放射線照射作物種子使其DNA發(fā)生變異 其結(jié)果一定是更優(yōu)良的品種D 用 射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量 以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害 解題指導(dǎo) 在深刻理解射線特性的基礎(chǔ)上分析此題 標(biāo)準(zhǔn)解答 選D 利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離性 使空氣分子電離成為導(dǎo)體 將靜電導(dǎo)出 A錯(cuò)誤 射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大 不能用來進(jìn)行人體透視 B錯(cuò)誤 作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的 還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)秀品種 C錯(cuò)誤 用 射線治療腫瘤對(duì)人體肯定有副作用 因此要科學(xué)地控制劑量 D正確 變式訓(xùn)練 2011 沈陽高二檢測(cè) 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像 PET 的基本原理是 將放射性同位素15O注入人體 參與人體的代謝過程 15O在人體內(nèi)衰變放出正電子 與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子 被探測(cè)器探測(cè)到 經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像 根據(jù)PET原理 回答下列問題 1 寫出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式 2 將放射性同位素15O注入人體 15O的主要用途是 A 利用它的射線B 作為示蹤原子C 參與人體的代謝過程D 有氧呼吸 3 PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng) 填 長(zhǎng) 或 短 或 長(zhǎng)短均可 解析 1 由題意得 158O157N 0 1e 0 1e 0 1e2 2 選B 將放射性同位素15O注入人體后 由于它能放出正電子 并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子 從而被探測(cè)器探測(cè)到 所以它的用途為作為示蹤原子 B對(duì) 3 根據(jù)同位素的用途 為了減小對(duì)人體的傷害 半衰期應(yīng)該很短 答案 1 158O157N 0 1e 0 1e 0 1e2 2 B 3 短 變式備選 2011 貴陽高二檢測(cè) 一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M 其中鈾元素的質(zhì)量為m 鈾發(fā)生一系列衰變 生成物為鉛 已知鈾的半衰期為T 那么下列說法中正確的有 A 經(jīng)過兩個(gè)半衰期后這塊礦石中基本不再含有鈾了B 經(jīng)過兩個(gè)半衰期后原來所含的鈾元素的原子核有m 4發(fā)生了衰變C 經(jīng)過三個(gè)半衰期后 其中鈾元素的質(zhì)量還剩m 8D 經(jīng)過一個(gè)半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下M 2 解析 選C 經(jīng)過兩個(gè)半衰期后 這塊礦石中剩下的鈾 已有的鈾生成了鉛 A B均錯(cuò) 經(jīng)過三個(gè)半衰期后 鈾元素的質(zhì)量還剩C對(duì) 經(jīng)過一個(gè)半衰期后 該礦石中有的鈾元素變成了鉛 故該礦石的剩余質(zhì)量不是D錯(cuò) 典例 1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒 并由吳健雄用6027Co的衰變來驗(yàn)證 其核反應(yīng)方程是6027CoAZNi 0 1e 其中是反中微子 它的電量為零 靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零 1 6027Co的核外電子數(shù)為 在上述衰變方程中 衰變產(chǎn)物AZNi的質(zhì)量數(shù)A是 核電荷數(shù)Z是 2 在衰變前6027Co核靜止 根據(jù)云室照片可以看出 衰變產(chǎn)物Ni和0 1e的運(yùn)動(dòng)徑跡不在一條直線上 如果認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和0 1e 那么衰變過程將違背 守恒定律 解題指導(dǎo) 本題主要考查了衰變方程兩側(cè)滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒及動(dòng)量守恒定律適用條件 標(biāo)準(zhǔn)解答 1 由6027Co可知它的質(zhì)子數(shù)為27 又因?yàn)楹送怆娮訑?shù)與質(zhì)子數(shù)相等 故6027Co的核外電子數(shù)為27 由6027CoAZNi 0 1e 可推得AZNi中A為60 Z為28 2 衰變前6027Co核靜止 動(dòng)量為零 衰變后 Ni和0 1e運(yùn)動(dòng)徑跡不在一條直線上 此時(shí)它們兩個(gè)動(dòng)量之和不為零 如果衰變產(chǎn)物只有Ni和0 1e 則動(dòng)量不守恒 故還應(yīng)有其他產(chǎn)物 答案 1 276028 2 動(dòng)量 一 選擇題1 為了說明用 粒子轟擊氮打出了質(zhì)子是怎樣的一個(gè)物理過程 布拉凱特在充氮云室中 用 粒子轟擊氮 在他拍攝的二萬多張照片中 終于從四十多萬條 粒子徑跡中發(fā)現(xiàn)了8條產(chǎn)生分叉 這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明了 A 粒子的數(shù)目很少 與氮發(fā)生相互作用的機(jī)會(huì)很少B 氮?dú)獾拿芏群苄?粒子與氮接觸的機(jī)會(huì)很少C 氮核很小 粒子接近氮核的機(jī)會(huì)很少D 氮?dú)夂?粒子的密度都很小 致使它們接近的機(jī)會(huì)很少 解析 選C 氮原子核很小 所以 粒子接近氮原子核的機(jī)會(huì)很少 使得發(fā)生反應(yīng)后徑跡分叉的機(jī)會(huì)很少 故正確選項(xiàng)為C 2 關(guān)于同位素的下列說法中 正確的是 A 一種元素的幾種同位素在元素周期表中的位置相同B 一種元素的幾種同位素的化學(xué)性質(zhì) 物理性質(zhì)都相同C 同位素都具有放射性D 互稱同位素的原子含有相同的質(zhì)子數(shù) 解析 選A D 質(zhì)子數(shù)相同 中子數(shù)不同的原子互稱同位素 由于它們的原子序數(shù)相同 因此在元素周期表中的位置相同 雖然核電荷數(shù)相同 但由于中子數(shù)不同 因此物理性質(zhì)不同 一種元素的同位素不都具有放射性 具有放射性的同位素叫做放射性同位素 故正確答案為A D 3 放射性同位素被用作示蹤原子 主要是因?yàn)?A 放射性同位素不改變其化學(xué)性質(zhì)B 放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C 半衰期與元素所處的物理 化學(xué)狀態(tài)無關(guān)D 放射性同位素容易制造 解析 選A B C 放射性同位素用作示蹤原子 主要是用放射性同位素替代沒有放射性的同位素參與正常的物理 化學(xué) 生物的過程 既要利用化學(xué)性質(zhì)相同 也要利用衰變規(guī)律不受物理 化學(xué)變化的影響 同時(shí)還要考慮放射性廢料容易處理等 因此 選項(xiàng)A B C正確 D不正確 4 2011 焦作高二檢測(cè) 在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中 X1 X2 X3和X4各代表某種粒子 31H X142He 10n 147N 42He178O X2 94Be 42He126C X3 2412Mg 42He2713Al X4以下判斷中正確的是 A X1是質(zhì)子B X2是中子C X3是電子D X4是質(zhì)子 解析 選D 根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知 X1為21H A錯(cuò) X2為11H B錯(cuò) X3為10n C錯(cuò) X4為11H D對(duì) 5 2011 哈爾濱高二檢測(cè) 鋁箔被 粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng) 2713Al 42HeX 10n 下列判斷正確的是 A 10n是質(zhì)子B 10n是中子C X是2814Si的同位素D X是3115P的同位素 解析 選B D 10n是中子 11H才是質(zhì)子 A錯(cuò)B對(duì) 由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得X的質(zhì)量數(shù)為30 核電荷數(shù)為15 即是3115P的同位素3015P C錯(cuò)D對(duì) 6 近幾年 我國(guó)北京 上海 山東 洛陽 廣州等地引進(jìn)了十多臺(tái) 刀 治療患者5000余例 效果極好 成為治療腦腫瘤的最佳儀器 令人感嘆的是 用 刀治療時(shí)不用麻醉 病人清醒 時(shí)間短 半個(gè)小時(shí)內(nèi)完成手術(shù) 無須住院 因而 刀被譽(yù)為 神刀 據(jù)報(bào)道 我國(guó)自己研究的旋式 刀性能更好 將進(jìn)入各大醫(yī)院為患者服務(wù) 刀治療腦腫瘤主要是利用 A 射線具有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)B 射線具有很強(qiáng)的電離作用C 射線具有很高的能量D 射線能很容易地繞過阻礙物到達(dá)目的地 解析 選A C 射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波 具有較高的能量 它的貫穿本領(lǐng)很高 甚至可以穿透幾厘米的鉛板 但它的電離作用很小 刀治療腫瘤時(shí) 通常是同時(shí)用多束 射線 使它們穿透腦顱和健康區(qū)域在病灶處會(huì)聚 利用 射線的高能量殺死腫瘤細(xì)胞 綜上所述 本題正確選項(xiàng)為A C 7 用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為168O 10na7N 0bX 對(duì)式中X a b的判斷正確的是 A X代表中子 a 17 b 1B X代表正電子 a 17 b 1C X代表正電子 a 17 b 1D X代表質(zhì)子 a 17 b 1 解析 選C 根據(jù)質(zhì)量數(shù) 電荷數(shù)守恒可知a 17 b 8 0 7 1 因此X可表示為01e 為正電子 故C項(xiàng)正確 A B D三項(xiàng)錯(cuò) 8 將威耳遜云室置于磁場(chǎng)中 一個(gè)靜止在磁場(chǎng)中的放射性同位素原子核3015P 放出一個(gè)正電子后變成原子核3014Si 能近似反映正電子和Si核軌跡的是 解析 選B 把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個(gè)系統(tǒng) 衰變過程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 放出的正電子的運(yùn)動(dòng)方向跟Si核運(yùn)動(dòng)方向一定相反 由于它們都帶正電荷 在洛倫茲力作用下一定形成兩個(gè)外切圓的軌道 C D可排除 因?yàn)橛新鍌惼澚ψ鳛橄蛐牧?即所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為衰變時(shí) 放出的正電子與反沖核Si的動(dòng)量大小相等 因此在同一個(gè)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與它們的電荷量成反比 即可見正電子運(yùn)動(dòng)的圓半徑較大 故選B 二 非選擇題9 正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層 PET 是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù) 它為臨床診斷和治療提供全新手段 PET在心臟疾病診療中 需要使用放射正電子的同位素氮13作示蹤劑 氮13是由小型回轉(zhuǎn)加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氧16獲得的 反應(yīng)中同時(shí)還產(chǎn)生另一種粒子 試寫出核反應(yīng)方程 解析 由題意可知 氧16 168O 在質(zhì)子 11H 的轟擊下產(chǎn)生了氮13 137N 和另一種粒子 由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知另外一種粒子是42He 所以核反應(yīng)方程為 168O 11H137N 42He答案 168O 11H137N 42He 方法技巧 求解原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變問題的技巧求解原子核的人工轉(zhuǎn)變與原子核的衰變問題時(shí)要正確理解它們的異同點(diǎn) 它們的異同點(diǎn)是 10 2011 福州高二檢測(cè) 如圖所示 靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的63Li核俘獲一個(gè)速度為v0 7 7 104m s的中子而發(fā)生核反應(yīng) 63Li 10n31H 42He 若已知He核的速度為v2 2 0 104m s 其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同 求 1 31H的速度是多大 2 求粒子31H和42He運(yùn)動(dòng)軌跡的軌道半徑之比 3 當(dāng)粒子42He旋轉(zhuǎn)了3周時(shí) 粒子31H旋轉(zhuǎn)幾周 解析 1 63Li核俘獲10n的過程 系統(tǒng)動(dòng)量守恒 則mnv0 mHv1 mHev2 即代入數(shù)據(jù)mn 1u mHe 4u mH 3u 得v1 1 0 103m s 負(fù)號(hào)表示跟v0的方向相反 2 31H和42He在磁場(chǎng)中半徑之比為 3 31H和42He的周期之比為所以相同時(shí)間它們的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)之比為nH nHe THe TH 2 3當(dāng)粒子42He轉(zhuǎn)3周時(shí) 粒子31H轉(zhuǎn)動(dòng)2周答案 1 1 0 103m s 2 3 40 3 2 Thankyou 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全