Question

如圖19-4-1所示，帶電粒子在“云室”中運(yùn)動(dòng)時(shí)，可呈現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)徑跡，將“云室”放在勻強(qiáng)電場中，通過觀察分析帶電粒子的徑跡，可以研究原子核發(fā)生衰變的規(guī)律.現(xiàn)將一靜止的放射性¹⁴C放入上述裝置中，當(dāng)它發(fā)生衰變時(shí)，可能放出α粒子或電子或正電子.所放射的粒子與反沖核經(jīng)過相等時(shí)間所形成的徑跡如圖19-4-1所示（發(fā)生衰變后的瞬間放射出的粒子和反沖核的速度方向與電場強(qiáng)度E垂直，a、b均表示長度）.則

圖19-4-1
（1）¹⁴C發(fā)生衰變時(shí)所放射出的粒子是___________________.
（2）¹⁴C發(fā)生衰變時(shí)所放射出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是_________________（填“①”或“②”）.
（3）¹⁴C的衰變方程是__________________________.
（4）簡要推導(dǎo)發(fā)生衰變后的瞬間放射出的粒子與反沖核的動(dòng)能之比.

Answer 1

（1）α粒子 （2）② （3） （4）5∶2

（1）由軌跡可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場強(qiáng)度方向相同，所以放出的粒子為α粒子.
（2）由動(dòng)量守恒得，α粒子的動(dòng)量與反沖核的動(dòng)量相同，粒子的質(zhì)量小，速度必然大，在垂直于電場方向上的位移大，即②軌跡為α粒子.
（3）根據(jù)電荷與質(zhì)量數(shù)守恒可得.
（4）由動(dòng)量守恒可得：,
又E_k=·P·v
所以
所以.