Question

如圖所示，靜止在勻強磁場中的Li核俘獲一個速度為v₀＝7.7×10⁴m/s的中子而發生核反應，Li＋→H＋He若已知He核的速度為v₂＝2.0×10⁴m/s，其方向跟中子反應前的速度方向相同，求：

（1）H的速度是多大?

（2）求粒子H和He運動軌跡的軌道半徑之比；

（3）當粒子He旋轉了3周時，粒子H旋轉幾周?

Answer 1

（1）v₁＝－1.0×10³m/s，負號表示跟v₀的方向相反。

（2）

（3）轉動2周

解析:

（1）Li核俘獲的過程，系統動量守恒，則

m_nv₀＝m_Hv₁＋m_Hev₂，即

代入數據m_n＝1u，m_He＝4u，m_H＝3u，

得v₁＝－1.0×10³m/s，負號表示跟v₀的方向相反。

（2）H和He在磁場中半徑之比為r_H∶r_He＝

（3）H和He的周期之比為T_H∶T_He＝＝3∶2

所以相同時間它們的轉動圈數之比為n_H∶n_He＝T_He∶T_H＝2∶3

當粒子轉3周時，氘核轉動2周