第10点 两类核衰变在磁场中的径迹

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1、第10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，a衰变时两圆外切，P衰变时两圆内切，根 一mv.据动量守恒m1v1=m2v2和,=无知，半径小的为新核，半径大的为a粒子或。粒子，其特点对比如下表:a衰变必-痘丫+2虫匀强磁场中轨迹两圆外切，a粒子半径大P衰变必奇+耶匀强磁场中轨迹 京两圆内切，P粒子半径大对点例题】一个静止的放射性同位素的原子核30P衰变为30Si,另一个静止的天然放射性元素 的原子核234Th衰变为23fPa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4,如图1 所示，则这四条径迹依次是（）A. 电子、23fPa、30Si、正电子B. fP

2、a、电子、正电子、30SiC. jgSi、正电子、电子、23fPaD. 正电子、30Si、23fPa、电子解题指导30P一3此+ + &正电子），产生的两个粒子都带正电，其轨迹应是外切圆，由R 端 及动量守恒定律知，电荷量大的半径小，故3是正电子，4是30Si.资Th势Pa+e（电子）, 产生的两个粒子一个带正电一个带负电,其轨迹应是内切圆由号器及动量守恒定彳聿 知，电荷量大的半径小，故1是2314Pa,2是电子，故B项正确.答案B 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，大圆轨迹一定 是带电粒子（a粒子或。粒子）的，小圆轨迹一定是反冲核的.a衰变时两圆外切，P衰变

3、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.1. 在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反 冲核的运动轨迹分别如图2中。、b所示，由图可以判定（）A. 该核发生的是a衰变B. 该核发生的是p衰变C. 磁场方向一定垂直纸面向里D. 磁场方向一定垂直纸面向外答案B解析 原来静止的原子核，放出粒子后，总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据题图，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它们必带异种电荷， 古攵应为P衰变；由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是向里还是向外.2. 如图3所示，在匀强磁场中，

4、有一个原来静止的iC原子核，它放出的粒子与反冲核的径6迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为7： 1,那么碳14的衰变方程应为（）图3A. iC0e+导BB. Cf 4He + ipBeC. 14C2H+152BD. ijCf _ ge+N答案 D解析 静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，根据左手定则判断出粒子与新核的电性相反，根据，二答，因粒子和新核的动量Bq大小相等，可由半径之比7 : 1确定电荷量大小之比为1 ：7，即可根据电荷数守恒及质量数 守恒得出核反应方程为D.3. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个a粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照

5、片（如图4所示），今测得两个相切圆半径之比,：勺=1 ： 44.求：图4（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a粒子的径迹？（说明理由）答案90 （2）见解析解析（1）设衰变后新生核的电荷量为q1,a粒子的电荷量为q2 = 2e ,它们的质量分别为m】和m2，衰变后的速度分别为和v ,所以原来原子核的电荷量q = q1+q2.mv根据轨道半径公式有。=B红二m, r2 m2v2 m2v1q1B02又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1u1= m2u2 ,以上三式联立解得q = 90e.即这个原子核原来所含的质子数为90.（2）根据动量守恒定律及r喘可知,轨道半径与粒子的电荷量成反比,所以圆轨道2是a粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹.