Question

8．一個靜止的放射性同位素的原子核${\;}_{15}^{30}$P衰變?yōu)?{\;}_{14}^{30}$Si，另一個靜止的天然放射性元素的原子核${\;}_{90}^{234}$Th衰變?yōu)?{\;}_{91}^{234}$Pa，在同一磁場中，得到衰變后粒子的運動徑跡1、2、3、4，如圖所示，則這四條徑跡依次是（　�。�

• A． 圖中1、2為${\;}_{90}^{234}$Th衰變產(chǎn)生的${\;}_{91}^{234}$Pa和${\;}_{-1}^{0}$e的軌跡，其中1是電子${\;}_{-1}^{0}$e的軌跡
• B． 圖中1、2為${\;}_{15}^{30}$P衰變產(chǎn)生的${\;}_{14}^{30}$Si和${\;}_{1}^{0}$e的軌跡，其中2是正電子${\;}_{1}^{0}$e的軌跡
• C． 圖中3、4是${\;}_{15}^{30}$P衰變產(chǎn)生的${\;}_{14}^{30}$Si和${\;}_{1}^{0}$e的軌跡，其中3是正電子${\;}_{1}^{0}$e的軌跡
• D． 圖中3、4軌跡中兩粒子在磁場中旋轉(zhuǎn)方向相反

Answer 1

分析 放射性元素的原子核，沿垂直于磁場方向放射出一個粒子后進入勻強磁場，在洛倫茲力的作用下都做勻速圓周運動．放射性元素放出粒子，動量守恒，由半徑公式r=$\frac{mv}{Bq}$=$\frac{P}{Bq}$，分析α粒子和β粒子與反沖核半徑關(guān)系，根據(jù)洛倫茲力分析運動軌跡是內(nèi)切圓還是外切圓，判斷是哪種衰變．

解答 解：放射性元素放出正電子時，正粒子與反沖核的速度方向相反，而電性相同，則兩個粒子受到的洛倫茲力方向相反，兩個粒子的軌跡應(yīng)為外切圓．
而放射性元素放出β粒子時，β粒子與反沖核的速度方向相反，而電性相反，則兩個粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個粒子的軌跡應(yīng)為內(nèi)切圓．
放射性元素放出粒子時，兩帶電粒子的動量守恒．由半徑公式r=$\frac{mv}{Bq}$=$\frac{P}{Bq}$，可得軌跡半徑與動量成正比，與電量成反比，而正電子和β粒子的電量比反沖核的電量小，則正電子和β粒子的半徑比反沖核的半徑都大，故軌跡1、2、3、4依次是：${\;}_{91}^{234}$Pa、電子、正電子、${\;}_{14}^{30}$Si；
由上分析，可知，故C正確，ABD錯誤．
故選：C．

點評 放射性元素放射后，兩帶電粒子的動量是守恒．正好軌跡的半徑公式中也有動量的大小，所以可以研究半徑與電荷數(shù)的關(guān)系．