Question

15．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核发生了某种衰变，已知放射出的粒子速度方向及反冲核的速度方向均与磁场方向垂直，它们在磁场中运动的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示．则碳14的衰变方程为（　　）

• A． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{0}$e+${\;}_{5}^{14}$B
• B． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{4}^{10}$Be
• C． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{-1}^{0}$e+${\;}_{7}^{14}$N
• D． ${\;}_{6}^{14}$C→${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{5}^{12}$B

Answer 1

分析 核衰变过程动量守恒，反冲核与释放出的粒子的动量大小相等，根据左手定则判断粒子与反冲核的电性关系．结合带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得粒子与反冲核的电荷量之比．

解答 解：原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是β衰变，此粒子是β粒子，符号为${\;}_{-1}^{0}$e．
可得两带电粒子动量大小相等，方向相反，就动量大小而言有：
m₁v₁=m₂v₂
由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得：
r=$\frac{mv}{qB}$，可见r与q成反比．
由题意，大圆与小圆的直径之比为7：1，半径之比为7：1，则得：粒子与反冲核的电荷量之比为1：7．所以反冲核的电荷量为7e，电荷数是7，其符号为${\;}_{\;7\;}^{14}$N．故C确．
故选：C

点评 原子核的衰变过程类比于爆炸过程，满足动量守恒，而带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式中的分子恰好是动量的表达式，要巧妙应用