Question

如图19-4-1所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律.现将一静止的放射性¹⁴C放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子.所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图19-4-1所示（发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直，a、b均表示长度）.则

图19-4-1

（1）¹⁴C发生衰变时所放射出的粒子是___________________.

（2）¹⁴C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是_________________（填“①”或“②”）.

（3）¹⁴C的衰变方程是__________________________.

（4）简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比.

Answer 1

（1）α粒子  （2）②  （3）  （4）5∶2

解析:

（1）由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，所以放出的粒子为α粒子.

（2）由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子.

（3）根据电荷与质量数守恒可得.

（4）由动量守恒可得：,

又E_k=·P·v

所以

所以.