Question

【題目】如圖甲所示，靜止在勻強磁場中的Li核俘獲一個速度為v0＝7.7×104 m/s的中子而發生核反應，即，若已知的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向與反應前中子速度方向相同，試求：

(1) 的速度大小和方向；

(2)在圖乙中，已畫出并標明兩粒子的運動軌跡，請計算出軌道半徑之比；

(3)當旋轉三周時，粒子旋轉幾周？

Answer 1

【答案】(1) 1.0×103 m/s，方向與v0相反 (2)3∶40(3)2周

【解析】

(1)反應前后動量守恒：m0v0＝m1v1＋m2v2(v1為氚核速度，m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核質量)

代入數值可解得：v1＝－1.0×103 m/s，方向與v0相反．

(2) 和在磁場中均受洛倫茲力，做勻速圓周運動的半徑之比

r1∶r2＝∶＝3∶40.

(3)和做勻速圓周運動的周期之比

T1∶T2＝∶＝3∶2

所以它們的旋轉周數之比：n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，

即旋轉三周，旋轉2周．