Question

9．人類第一次利用加速器加速粒子引發(fā)的核反應(yīng)是：
${\;}_{1}^{1}H{+}_{3}^{7}Li$→（${\;}_{4}^{8}Be$）→2${\;}_{2}^{4}He$+8.03MeV
①設(shè)加速后質(zhì)子以速度v₀撞擊靜止的鋰核，形成不穩(wěn)定的復(fù)合核（${\;}_{4}^{8}Be$），求形成的復(fù)合核速度v；
②復(fù)合核最終轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)α粒于，并放γ光子，求γ光子的動(dòng)量大�。ūＡ魞晌挥行�數(shù)字，真空光速c=3×10⁸m/s）

Answer 1

分析 ①質(zhì)子撞擊鋰核的過(guò)程，合外力近似為零，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律求形成的復(fù)合核速度v．
②γ光子的動(dòng)量大小根據(jù)公式p=$\frac{h}{λ}$求解．

解答 解：①設(shè)質(zhì)子質(zhì)量m，則復(fù)合核質(zhì)量為8m，取碰撞前質(zhì)子的速度方向?yàn)檎�方向，由�?dòng)量守恒定律得
  mv₀=8mv
解得 v=$\frac{1}{8}$v₀．
②光子動(dòng)量大小為 p=$\frac{h}{λ}$=$\frac{hγ}{λγ}$=$\frac{E}{c}$
由題知  E=8.03MeV=8.03×10⁶×1.6×10^-19J
得：p=4.3×10^-21kg?m/s
答：
①形成的復(fù)合核速度v為$\frac{1}{8}$v₀．
②γ光子的動(dòng)量大小是4.3×10^-21kg?m/s．

點(diǎn)評(píng) 解決本題時(shí)，要知道微觀粒子之間的碰撞也遵守動(dòng)量守恒定律，要掌握光子的動(dòng)量公式p=$\frac{h}{λ}$，明確光子動(dòng)量與能量之間的關(guān)系．