Question

在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。

中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。

（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即

中微子+→+

      可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是    ____  。（填写选项前的字母）

     （A）0和0             （B）0和1        （C）1和 0       （D）1和1

（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即             +2

     已知正电子和电子的质量都为9.1×10^-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为   ______   J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是   ______________________     。

（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。

Answer 1

（1）A    (2)     遵循动量守恒

（3）粒子的动量 ，物质波的波长

由，知，则

解析:

（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确。

（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由，故一个光子的能量为，带入数据得=J。

正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。

（3）物质波的的波长为，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即，因为，所以，故。