Question

13．中微子是一種非常小的基本粒子，廣泛存在于宇宙中，共有電子中微子、μ中微子和r中微子三種形態(tài)．其中只有前兩者能被觀測到，中微子的質量遠小于質子的質量，且不帶電，它可以自由穿過地球，不與任何物質發(fā)生作用，因而難以捕捉和探測，被稱為宇宙間的“隱身人”．中微子研究是當前物理研究的一大熱點，雷蒙德•戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（v_c）而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎，他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615t四氯乙烯（C₂Cl₄）溶液的巨桶．電子中微子可以將一個氯核轉變?yōu)橐粋�氬核，其核反應方程為：v_c${+}_{17}^{37}$Cl→${\;}_{18}^{37}$Ar${+}_{-1}^{0}$e，求：
①在這個核反應過程中動量守恒定律還成立嗎？
②已知${\;}_{17}^{37}$Cl核的質量為36.95658u，${\;}_{18}^{37}$Ar核的質量為36.9569lu，${\;}_{-1}^{0}$e的質量為0.00055u，質量u對應的能量為931.5MeV．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量是多少？

Answer 1

分析 ①在這個核反應過程中遵守動量守恒定律．
②根據(jù)題意可知該核反應過程中質量增加，需要提供能量，根據(jù)質能方程求出反應所需的能量，再根據(jù)能量的守恒即可求出電子中微子的最小能量．

解答 解：①在這個核反應過程中，外力遠小于內力，動量守恒定律成立．
②反應過程需要的能量為：△E=△mc²=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）×931.5MeV≈0.82MeV
所以電子中微子的最小能量為：E=△E=0.82MeV
答：①在這個核反應過程中動量守恒定律成立．
②電子中微子的最小能量是0.82MeV．

點評 本題考查了能量守恒在原子物理知識中的應用，要要掌握愛因斯坦質能方程，解答這類問題時在計算上不要出錯．