高中物理 模块要点回眸 第13点 两类核衰变在磁场中的径迹素材 沪科版选修3-5（通用）

第13点两类核衰变在磁场中的径迹 静止核在磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，衰变时两圆外切，衰变时两圆内切，根据动量守恒m1v1m2v2和r知，半径小的为新核，半径大的为粒子或粒子，其特点对比如下表：衰变XYHe匀强磁场中轨迹两圆外切，粒子半径大衰变XYe匀强磁场中轨迹两圆内切，粒子半径大图1对点例题在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图1所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2144.则：(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个圆是粒子的径迹？(说明理由)解题指导(1)设衰变后新生核的电荷量为q1，粒子的电荷量为q22e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，所以原来原子核的电荷量qq1q2.根据轨道半径公式有，又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1m2v2，以上三式联立解得q90e.即这个原子核原来所含的质子数为90.(2)因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反答案(1)90(2)见解题指导特别提示由本题解答过程可知，当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变时，大圆轨道一定是带电粒子(粒子或粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的衰变时两圆外切，衰变时两圆内切如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针一个静止的放射性同位素的原子核P衰变为Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核Th衰变为Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图2所示，则这四条径迹依次是()图2A电子、Pa、Si、正电子B.Pa、电子、正电子、SiC.Si、正电子、电子、PaD正电子、Si、Pa、电子答案B解析PSie(正电子)，产生的两个粒子，都带正电，应是外切圆，由R，电荷量大的半径小，故3是正电子，4是Si.ThPae(电子)，产生的两个粒子，一个带正电，一个带负电，应是内切圆，由R知，电荷量大的半径小，故1是Pa,2是电子，故B项正确