Question

15．在勻強磁場中有一個原來靜止的碳14原子核發(fā)生了某種衰變，已知放射出的粒子速度方向及反沖核的速度方向均與磁場方向垂直，它們在磁場中運動的徑跡是兩個相內切的圓，兩圓的直徑之比為7：1，如圖所示．則碳14的衰變方程為（　�。�

• A． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{0}$e+${\;}_{5}^{14}$B
• B． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{4}^{10}$Be
• C． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{-1}^{0}$e+${\;}_{7}^{14}$N
• D． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{5}^{12}$B

Answer 1

分析 核衰變過程動量守恒，反沖核與釋放出的粒子的動量大小相等，根據左手定則判斷粒子與反沖核的電性關系．結合帶電粒子在勻強磁場中圓周運動的半徑公式可得粒子與反沖核的電荷量之比．

解答 解：原子核的衰變過程滿足動量守恒，粒子與反沖核的速度方向相反，根據左手定則判斷得知，粒子與反沖核的電性相反，則知粒子帶負電，所以該衰變是β衰變，此粒子是β粒子，符號為${\;}_{-1}^{0}$e．
可得兩帶電粒子動量大小相等，方向相反，就動量大小而言有：
m₁v₁=m₂v₂
由帶電粒子在勻強磁場中圓周運動的半徑公式可得：
r=$\frac{mv}{qB}$，可見r與q成反比．
由題意，大圓與小圓的直徑之比為7：1，半徑之比為7：1，則得：粒子與反沖核的電荷量之比為1：7．所以反沖核的電荷量為7e，電荷數是7，其符號為${\;}_{\;7\;}^{14}$N．故C確．
故選：C

點評 原子核的衰變過程類比于爆炸過程，滿足動量守恒，而帶電粒子在勻強磁場中圓周運動的半徑公式中的分子恰好是動量的表達式，要巧妙應用