Question

如圖17甲所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Li核俘獲一個(gè)速度為v₀＝7.7×10⁴ m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)：Li＋n→H＋He，若已知He的速度v₂＝2.0×10⁴ m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同，試求：

(1)H的速度大小和方向；
(2)在圖乙中，已畫出并標(biāo)明兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)計(jì)算出軌道半徑之比；

Answer 1

(1) －1.0×10³ m/s，方向與v₀相反(2) 3∶40

(1)反應(yīng)前后動(dòng)量守恒：m₀v₀＝m₁v₁＋m₂v₂(v₁為氚核速度，m₀、m₁、m₂分別代表中子、氚核、氦氣質(zhì)量)
代入數(shù)值可解得：v₁＝－1.0×10³ m/s，方向與v₀相反．
(2)H和He在磁場(chǎng)中均受洛倫茲力f，
做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比r₁∶r₂＝∶＝3∶40.
本題考查核反應(yīng)前后的帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)和動(dòng)量守恒定律，反應(yīng)前后動(dòng)量守恒，列式求解，由帶電粒子在磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力，推導(dǎo)出半徑公式求解