题目列表(包括答案和解析)
构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等,有趣的是不少粒子都有对应的反粒子,例如质子对应的有反质子,电子对应的有反电子(正电子)等.反粒子与正粒子有完全相同的质量,却带有等量异种电荷,具有完全相反的电磁性质.物理学家推测,既然有反粒子存在,就可能有由反粒子组成的反物质存在,所以寻找反物质是当前科学家关心的科研热点之一.1998年6月,我国科学家和工程师研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,寻找宇宙中反物质存在的证据.磁谱仪的核心部分如图所示,PQ、MN是两个平行板,它们之间存在一个匀强磁场区,磁场方向与两板平行,宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区,在磁场中发生偏转并打在附有感光底片的板MN上,留下痕迹.
(1)已知PQ与MN之间的距离为a,匀强磁场的磁感应强度为B,宇宙射线中的氢核的质量为m,带电量为e,以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的磁场区.请画出它进入磁场区后轨迹的示意图,并求出氢核在磁场中运动的轨道半径.
(2)求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O′点的距离b.
(3)若宇宙射线中的反氦核和反氢核以相同的速度进入磁谱仪的磁场区,它们在MN上留下的痕迹分别在什么位置?它们与O′点的距离各多大?
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