關(guān)于“原子核組成”的研究，經(jīng)歷了一些重要階段，其中：

   （1）1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其反應(yīng)方程為         。

   （2）1932年，查德威克用一種中性粒子流轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核（質(zhì)子）和氮核，測量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子。

查德威認(rèn)為：原子核的熱運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于中性粒子的速度而可以忽略不計(jì)；被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應(yīng)該是彈性正碰的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)中測得被碰氫核的最大速度為VH=3.30×107m/s，被碰氮核的最大速度為VN=4.50×106m/s；已知mN=14mH.

請你根據(jù)查德威克的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)中性粒子（中子）的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量mH的關(guān)系？（保留三位有效數(shù)字）

（1）

（2）查德威克認(rèn)為氫核、氮核與未知粒子之間的碰撞是彈性正碰；設(shè)未知粒子質(zhì)量為m，速度為v0，氫核的質(zhì)量為mH，最大速度為VH，并認(rèn)為氫核在打出前為靜止的，那么根據(jù)動量守恒和能量守恒可知：

    ①

   ②

其中v是碰撞后未知粒子的速度，由此可得：

      ③

同樣可得出未知射線與氮原子核碰撞后，打出的氮核的速度

    ④

查德威克在裎測得氫核的最大速度為：

氮核的最大速度：VN=4.5×106m/s.

因?yàn)?sub>

由方程③④可得    ⑤

將速度的最大值代入方程⑤，   ⑥

解得：m=1.05mH    

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要是由電子的
 
1
1
H、
 
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2
He等原子核組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2e+4
 
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1
H→
 
4
2
He+釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能，根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的
 
1
1
H核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段，為了簡化，假定目前太陽全部由電子和
 
1
1
H核組成．?
（1）為了研究太陽演化進(jìn)程，需知道目前太陽的質(zhì)量M，已知地球半徑R=6.4×106 m，地球質(zhì)量m=6.0×1024 kg，月地中心的距離r=1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，1年約為3.2×107 s，試估算目前太陽的質(zhì)量M．?
（2）已知質(zhì)量mp=1.6726×10-27 kg，
 
4
2
He質(zhì)量ma=6.6458×10-27 kg，電子質(zhì)量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能．?
（3）又知地球上與太陽光垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能W=1.35×103 J/m2．試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命．（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字）?

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科目：高中物理 來源： 題型：

關(guān)于“原子核組成”的研究，經(jīng)歷了一些重要階段，其中：
（1）1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為
 
．
（2）1932年，查德威克用一種中性粒子流分別轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核（質(zhì)子）和氮核，測量出被打出的氮核和氫核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子．
查德威克認(rèn)為：原子核的熱運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于中性粒子的速度而可以忽略不計(jì)；被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應(yīng)該是彈性正碰的結(jié)果．實(shí)驗(yàn)中測得被碰氫核的最大速度為vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度為vN=4.50×106 m/s；已知mN=14mH．
請你根據(jù)查德威克的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)中性粒子（中子）的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量mH 的關(guān)系？（保留三位有效數(shù)字．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【物理3-5模塊】

關(guān)于“原子核組成“的研究，經(jīng)歷了一些重要階段，其中：

（1）1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為________________。

（2）1932年，查德威克用一種中性粒子流轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核（質(zhì)子）和氮核，測量處被打出的氮核和氫核的速度，并由此推算處這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子。

理查威克認(rèn)為：原子核的熱運(yùn)動速度遠(yuǎn)小于中性粒子的速度而可以忽略不計(jì)；被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應(yīng)該是彈性正碰的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)中測得被碰氫核的最大速度為vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度為vN=4.50×106 m/s；已知mN=14 mH。

請你根據(jù)理查威克的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)中性粒子（中子）的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量mH的關(guān)系？（保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源：2009年天津市南開區(qū)高考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

關(guān)于“原子核組成”的研究，經(jīng)歷了一些重要階段，其中：
（1）1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為______7N+He→H+O

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