Question

为确定爱因斯坦的质能方程△E=△mc²的正确性，设计了如下实验：用动能为E₁=0.60MeV的质子轰击静止的锂核

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Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E₂=19.9MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取m_α=4.0015μ、m_p=1.0073μ、m_Li=7.0160μ，求：
（1）写出该反应方程．
（2）通过计算说明△E=△mc²正确．（1u=1.6606×10^-27㎏）

Answer 1

（1）核反应方程为：₃⁷Li+₁¹H→2₂⁴He
（2）核反应的质量亏损：
△m=m_Li+m_p-2m_He
=7.0160u+1.0073u-2×4.0015u=0.0203u
由质能方程可得与质量亏损相当的能量：
△E=△mc²=0.0203×931MeV=18.9MeV
而系统增加的能量：△E′=E₂-E₁=19.3MeV
这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，
所以△E=△mc²正确．
答：（1）核反应方程是₃⁷Li+₁¹H→2₂⁴He；（2）△E=△mc²正确．