Question

在用α粒子（

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He）轟擊靜止的氮核（

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N）的實驗中，假設某次碰撞恰好發生在同一條直線上．已知α粒子轟擊前的速度為v₀，質量為m₀，產生的新核速度為v₁，質量為m₁，同向飛出的質子（

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H）的質量為m₂，設光速為c．
①寫出核反應方程；
②質子飛出的速度為多大？
③已知生成物新核和質子的總動能比入射的α粒子動能少了△E_k，若該反應引起的質量虧損中，伴隨著飛出一個光子，則該光子的能量E多大？

Answer 1

分析：根據質量數和電荷數守恒可以正確書寫核反應方程，α粒子轟擊靜止的氮核過程中動量和能量守恒，因此根據動量守恒和質能方程可正確解答該題．

解答：解：（1）根據質量數和電荷數守恒可得α粒子轟擊氮核方程為：
¹⁴₇N+⁴₂He→¹⁷₈O+¹₁H
（2）根據動量守恒定律得，
m₀v₀=m₁v₁+m₂v₂
解得v2=

m0v0-m1v1

m2

．
（3）根據△E_k=E，得
E=△E_k．
答：（1）核反應方程為¹⁴₇N+⁴₂He→¹⁷₈O+¹₁H
（2）質子飛出的速度為v2=

m0v0-m1v1

m2

．
（3）光子的能量E=△E_k．

點評：利用動量守恒和能量守恒解答原子物理問題是考查的重點，在平時訓練中要加強這方面的訓練．