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如图19-3-3在匀强磁场中的A点,有一个静止的原子核,当它发生哪一种衰变时,射出的粒子以及新核的轨道才做如图的圆周运动,并确定它们环绕的方向,若两圆的半径之比是44∶1,这个放射性元素原子核的原子序数是多少?

19-3-3

解析:因为原子核衰变时,遵守动量守恒定律,由原于核的初态是静止的,可以判定:衰变时射出的粒子与新核的动量大小相等,方向相反.

设带电粒子质量为m,在磁感应强度为B的磁场中,以速度v做匀速圆周运动,则其运动半径为R=.

由衰变时动量守恒知射出粒子动量m1v1等于新核动量m2v2,而B相同,所以R与q成反比,可判定出衰变射出粒子运动轨道半径大,新核半径小.在A点利用左手定则可判断出新核反冲速度方向,判断出发射粒子的速度方向,即确定粒子的种类和衰变的类型.

可从发射粒子的电荷数确定新核的电荷数,由于衰变过程中电荷数守恒,可求出原来放射性元素原子核的电荷数即它的原子序数.

由R∝知大圆是发射出粒子的轨迹,小圆则是新核轨迹.

根据左手定则判断:在A点发射出的粒子是负电子,

它初速度水平向左,沿圆轨道顺时针方向旋转.新核初速水平向右,沿圆轨道逆时针旋转.

由于

q1=e,电荷数是1,所以q2=44e,电荷数是44,根据电荷守恒定律,原来的放射性元素原子核的原子序数是45,它发生的是β衰变,电子顺时针方向做匀速圆周运动,新核逆时针做匀速圆周运动.

答案:45

练习册系列答案
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(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径;

(2)你在图中画出α粒子从直线x=-4到直线x=4之间的运动轨迹,并在图中标明轨迹与直线x=4交点的坐标;

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19-3-3

(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___________.

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