Question

10．1934年約里奧．居里夫婦用α粒子轟擊靜止的${\;}_{13}^{27}$Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷${\;}_{15}^{30}$P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾物理學獎．
①寫出這個過程的核反應方程式；
②若該種粒子以初速度v₀與一個靜止的¹²C核發(fā)生碰撞但沒有發(fā)生核反應，該粒子碰后的速度大小為v₁，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

Answer 1

分析 ①核反應過程系統(tǒng)核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒，根據(jù)核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒寫出反應方程式．
②碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，應用動量守恒定律可以求出碰撞后的速度．

解答 解：①由核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可知，核反應方程式為：${\;}_2^4{H_e}+{\;}_{13}^{27}Al→{\;}_{15}^{30}P+{\;}_0^1n$；
②碰撞過程系統(tǒng)動量守恒，以粒子的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得：
mυ₀=m（-υ₁）+12mυ₂，
解得：${υ_2}=\frac{{{υ_0}+{υ_1}}}{12}$，方向：與中子初速度方向相同；
答：①核反應方程式為：${\;}_2^4{H_e}+{\;}_{13}^{27}Al→{\;}_{15}^{30}P+{\;}_0^1n$；
②碰撞后¹²C核的速度大小為：$\frac{{v}_{0}+{v}_{1}}{12}$，方向：與中子初速度方向相同．

點評 核反應過程系統(tǒng)核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒、核子與原子核間碰撞時系統(tǒng)動量守恒，根據(jù)核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可以寫出核反應方程式，應用動量守恒定律可以解題．