Question

（12分）靜止在勻強磁場中的原子核，俘獲一個速度為7.7×10⁴ m/s 的中子而發生核反應放出α粒子后變成一個新原子核，已知中子速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子速度為：2×10⁴m/s，方向與中子速度方向相同，求：
（1）生成的新核是什么？寫出核反應方程式。
（2）生成的新核的速度大小和方向。
（3）若α粒子與新核間相互作用不計，則二者在磁場中運動軌道半徑之比及周期之比各為多少？

Answer 1

（1）氚核 （2），與速度方向與反應前中子速度方向相反（3），

試題分析：（1）生成的新核是氚核，核反應方程式：
（2）由動量守恒定律 ，
故，與速度方向與反應前中子速度方向相反
（3）兩粒子均由洛倫茲力提供向心力，其半徑之比：
帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的周期：，故這兩個粒子的周期之比為：