高中物理

Question

38．一个静止的放射性元素的原子核放在垂直于纸面向内的匀强磁场中，它发生衰变后产生的径迹是两个外切的圆，则可能：
A是α衰变, 半径较大的圆是α粒子的径迹。
B是β衰变，半径较大的圆是β粒子的径迹。
C在半径较大的圆径迹上运动的粒子的绕向是逆时针的。
D在半径较小的圆径迹上运动的粒子的绕向是逆时针的。

求详解。。

Answer 1

无论是哪种衰变，反应后的两个粒子运动方向一定是相反的。一个粒子是新的原子核带正电，另一个粒子带电情况要看是哪种衰变。下图中根据左手定则判断安培力进而画出了轨迹圆。

从图中可以看到，α衰变后产生的径迹是两个外切的圆，β衰变后产生的径迹是两个外切的圆。

对于半径大小，这么看：

由qvb=mv²/r得，r=mv/qB,mv就是动量，由动量守恒可知新核的动量和放出的α(或β)粒子的动量等大反向。所以r=p/qB,P相同了半径就看电量了，谁电量大谁半径小。对于α衰变，α粒子电量为2e，新核的电量都是几十个e(能自发衰变的都是超过83号的元素)，所以α衰变后产生的两个外切圆，大的是α粒子，小的新核的。对于β衰变，β粒子电量大小为e，也远小于新核的电量，所以大的是β粒子，小的新核的。(图中没有画出大小关系)

最后可以总结这类问题记忆时可以记成：α衰变为外切圆，β衰变为内切圆；小圆是新核的，大圆是放出粒子的。