1998年6月,我國科學(xué)家和工程師研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)搭載升空,探測(cè)宇宙中是否有反物質(zhì).我們知道物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核及帶負(fù)電的電子組成,原子核是由質(zhì)子和中子組成,而反物質(zhì)的原子則是由帶負(fù)電的反原子核及帶正電的正電子組成,反原子核由反質(zhì)子和反中子組成.與質(zhì)子、中子、電子等這些物質(zhì)粒子相對(duì)應(yīng)的反質(zhì)子、反中子、反電子等均稱為反粒子.由于反粒子具有與相應(yīng)粒子完全相同的質(zhì)量及相反的電磁性質(zhì),故可用下述方法探測(cè):如圖所示,設(shè)圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B方向(O′O)進(jìn)入橫截面為MNPQ的磁譜儀時(shí)速度相同,若氫(
 11
H)原子核在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移為x0,且恰為其軌道半徑的一半.
(1)請(qǐng)畫出反氫核(
 1-1
H)和反氦核(
 4-2
He)的軌跡;
(2)求出它們?cè)贠x軸上的偏轉(zhuǎn)位移x1和x2
精英家教網(wǎng)

精英家教網(wǎng)
設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為q,
據(jù)題意有qvB=
mv2
r
(r為質(zhì)子的軌道半徑) ①
r=
mv
qB
=2x0

由于反氫核(反質(zhì)子)質(zhì)量為m,電荷量為-q,
故其軌道半徑r1=r,但偏轉(zhuǎn)方向相反.即x1=-x0
由于反氦核(反α粒子)的質(zhì)量為4m,電量為-2q,
同理,軌道半徑r2=
4mv
2qB
=2r

由圖中幾何關(guān)系可知x2=-(4-
13
)x0

反氫核和反氦核的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.
答:(1)則畫出反氫核(
 1-1
H)和反氦核(
 4-2
He)的軌跡如上圖;
(2)它們?cè)贠x軸上的偏轉(zhuǎn)位移x1=-x0x2=-(4-
13
)x0
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

1998年6月,我國科學(xué)家和工程師參與研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)搭載升空,探測(cè)宇宙中是否有反物質(zhì).我們都知道組成物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核及帶負(fù)電的電子組成,原子核由質(zhì)子和中子組成,而反物質(zhì)的原子則由帶負(fù)電的反原子核及帶正電的正電子組成,反原子核由反質(zhì)子和反中子組成.與質(zhì)子、中子、電子等這些物質(zhì)粒子相對(duì)應(yīng)的反質(zhì)子、反中子、反電子等稱為反粒子.由于反粒子具有與相應(yīng)粒子完全相同的質(zhì)量和相反的電磁性質(zhì),故可用下述方法探測(cè):
如圖所示,設(shè)圖中各粒子或反粒子以相同速度沿O’O方向垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B進(jìn)入橫截面為MNPQ的磁譜儀,且氫原子核(
 
1
1
H)在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移x0恰為其軌道半徑r的一半.試預(yù)言反氦核(
 
4
-2
He)的軌跡及其在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移x1.如果預(yù)言正確,當(dāng)人們觀測(cè)到這樣的軌跡時(shí)就可證明已經(jīng)探測(cè)到了反氦核.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?深圳一模)1998年6月,我國科學(xué)家和工程師研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)搭載升空,探測(cè)宇宙中是否有反物質(zhì).我們知道物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核及帶負(fù)電的電子組成,原子核是由質(zhì)子和中子組成,而反物質(zhì)的原子則是由帶負(fù)電的反原子核及帶正電的正電子組成,反原子核由反質(zhì)子和反中子組成.與質(zhì)子、中子、電子等這些物質(zhì)粒子相對(duì)應(yīng)的反質(zhì)子、反中子、反電子等均稱為反粒子.由于反粒子具有與相應(yīng)粒子完全相同的質(zhì)量及相反的電磁性質(zhì),故可用下述方法探測(cè):如圖所示,設(shè)圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B方向(O′O)進(jìn)入橫截面為MNPQ的磁譜儀時(shí)速度相同,若氫(
 
1
1
H)原子核在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移為x0,且恰為其軌道半徑的一半.
(1)請(qǐng)畫出反氫核(
 
1
-1
H)和反氦核(
 
4
-2
He)的軌跡;
(2)求出它們?cè)贠x軸上的偏轉(zhuǎn)位移x1和x2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)我們知道,反粒子與正粒子有相同的質(zhì)量,卻帶有等量的異號(hào)電荷.物理學(xué)家推測(cè),既然有反粒子存在,就可能有由反粒子組成的反物質(zhì)存在.1998年6月,我國科學(xué)家研制的阿爾法磁譜儀由“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)搭載升空,尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù).磁譜儀的核心部分如圖所示,PQ、MN是兩個(gè)平行板,它們之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)方向與兩板平行.宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直PQ進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn),并打在附有感光底片的板MN上,留下痕跡.假設(shè)宇宙射線中存在氫核、反氫核、氦核、反氦核四種粒子,它們以相同速度v從小孔O垂直PQ板進(jìn)入磁譜儀的磁場(chǎng)區(qū),并打在感光底片上的a、b、c、d四點(diǎn),已知?dú)浜速|(zhì)量為m,電荷量為e,PQ與MN間的距離為L(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.
(1)指出a、b、c、d四點(diǎn)分別是由哪種粒子留下的痕跡?(不要求寫出判斷過程)
(2)求出氫核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(3)反氫核在MN上留下的痕跡與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

1998年6月,我國科學(xué)家和工程師研制的阿爾法磁譜儀由發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)搭載升空,探測(cè)宇宙中是否有反物質(zhì).我們知道物質(zhì)的原子是由帶正電的原子核及帶負(fù)電的電子組成,原子核是由質(zhì)子和中子組成,而反物質(zhì)的原子則是由帶負(fù)電的反原子核及帶正電的正電子組成,反原子核由反質(zhì)子和反中子組成.與質(zhì)子、中子、電子等這些物質(zhì)粒子相對(duì)應(yīng)的反質(zhì)子、反中子、反電子等均稱為反粒子.由于反粒子具有與相應(yīng)粒子完全相同的質(zhì)量及相反的電磁性質(zhì),故可用下述方法探測(cè):如圖14所示,設(shè)圖中各粒子或反粒子沿垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B方向()進(jìn)入橫截面為MNPQ的磁譜儀時(shí)速度相同,若氫()原子核在Ox軸上的偏轉(zhuǎn)位移為,且恰為其軌道半徑的一半.

(1)請(qǐng)畫出反氫核()和反氦核()的軌跡;

(2)求出它們?cè)贠x軸上的偏轉(zhuǎn)位移

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

科學(xué)家推測(cè),宇宙中可能有由反粒子組成的反物質(zhì)存在,反粒子與正粒子有相同的質(zhì)量,卻帶有等量的異號(hào)電荷..1998年6月,我國科學(xué)家研制的阿爾法磁譜儀由美國“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)搭載升空,尋找宇宙中反物質(zhì)存在的證據(jù).磁譜儀的核心部分如圖所示,PQ、MN是兩個(gè)平行板,它們之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)方向與兩板平行.宇宙射線中的各種粒子從板PQ中央的小孔O垂直PQ進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū),在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn),并打在附有感光底片的板MN上,留下痕跡.假設(shè)宇宙射線中存在氫核、反氫核、氦核、反氦核四種粒子,它們以相同速度v從小孔O垂直PQ板進(jìn)入磁譜儀的磁場(chǎng)區(qū),并打在感光底片上的a、b、c、d四點(diǎn),已知?dú)浜速|(zhì)量為m,電荷量為e,PQ與MN間的距離為L(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.

 

(1)指出a、b、c、d四點(diǎn)分別是由哪種粒子留下的痕跡?(不要求寫出判斷過程)

(2)求出氫核在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.

(3)反氫核在MN上留下的痕跡與氫核在MN上留下的痕跡之間的距離是多少?

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案