Question

在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。

中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在。

（1）中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（）和正電子（），即

中微子+→+

      可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是    ____  。（填寫選項(xiàng)前的字母）

     （A）0和0             （B）0和1        （C）1和 0       （D）1和1

（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)光子（），即             +2

     已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10^-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為   ______   J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)光子，原因是   ______________________     。

（3）試通過分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。

Answer 1

（1）A    (2)     遵循動(dòng)量守恒

（3）粒子的動(dòng)量 ，物質(zhì)波的波長

由，知，則

解析:

（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0，A項(xiàng)正確。

（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱�，�?img width=68 height=21 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/12/90612.gif">，故一個(gè)光子的能量為，帶入數(shù)據(jù)得=J。

正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故如果只產(chǎn)生一個(gè)光子是不可能的，因?yàn)榇诉^程遵循動(dòng)量守恒。

（3）物質(zhì)波的的波長為，要比較波長需要將中子和電子的動(dòng)量用動(dòng)能表示出來即，因?yàn)?img width=57 height=24 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/9/90609.gif">，所以，故。