题目

1930年发现，科学家在真空条件下用α粒子轰击 时，产生了一种看不见的、贯穿力很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，并以此推算出了该粒子的质量，从而确定改粒子为中子．设氢核的质量为mH ， 氮核的质量为氢核质量的14倍，碰撞后氢核的速度为vH ， 氮核的速度为vN ， 假设中子与它们的碰撞为弹性弹性碰撞，碰撞的粒子分别为中子和氢核及中子和氮核． （1） 试写出α粒子轰击 的核反应方程； （2） 试根据中子与氢原子和氮原子的碰撞结果，利用题中的可测量量，推算出中子的质量． 答案： 解：根据电荷数守恒、质量数守恒得： 49Be+24He→01n+612C答： 49Be+24He→01n+612C ； 查德威克认为氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰；设中性粒子质量为m，速度为v0，氢核的质量为mH，最大速度为vH，并认为氢核在打出前为静止的，那么根据动量守恒和能量守恒可知：mv0=mv+mHvH…①12mv02 = 12mv2+12mHvH2 …②其中v是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：vH= 2mv0m+mH …③同理，mv0=mv+mNvN     12 mv02= 12 mv2+ 12 mNvN2   可得出中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 vN= 2mv0m+mN … ④因为mN=14mH，由方程③④可得 vHvN=m+mNm+mH = m+14mHm+mH …⑤将速度的最大值代入方程⑤，解得：m=1.05mH…⑥答：中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系是m=1.05mH．

查看本题答案和解析