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,因此在實驗中很難探測。1953年,萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng),利用中微子與水中的核反應(yīng),間接地證實了中微子的存在。
(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)橐粋光子,原因是 ______________________ 。
(3)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。
(1)A (2) 遵循動量守恒
(3)粒子的動量 ,物質(zhì)波的波長
由,知,則
(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項正確。
(2)產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚光子之后,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)總動量為零,故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的,因為此過程遵循動量守恒。
(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量用動能表示出來即,因為,所以,故。
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