1、静止核在磁场中自发衰变,其轨迹为两相切圆,衰变时两圆外切,衰变时两圆内切,根据动量守恒m1v1m2v2和r知,半径小的为新核,半径大的为粒子或粒子,其特点对比如下表:衰变XYHe匀强磁场中轨迹两圆外切,粒子半径大衰变XYe匀强磁场中轨迹两圆内切,粒子半径大1相内切圆的径迹示例1在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核,该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示。由图可以判定()A该核发生的是衰变B该核发生的是衰变C磁场方向一定垂直纸面向里D磁场方向一定垂直纸面向外B原来静止的核,放出粒子后,总动量守恒,所以粒子和反冲核的速度方向一定相反,根据图示,它们在同一磁场中是
2、向同一侧偏转的,由左手定则可知它们必带异种电荷,故应为衰变;由于不知它们的旋转方向,因而无法判定磁场是向里还是向外,即都有可能。故B项正确。2相外切圆的径迹示例2在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆半径之比r1r2144。则:(1)图中哪一个圆是粒子的径迹?(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少?解析(1)因为动量守恒,所以轨道半径与粒子的电荷量成反比,所以圆轨道2是粒子的径迹,圆轨道1是新生核的径迹,两者电性相同,运动方向相反。(2)设衰变后新生核的电荷量为q1,粒子的电荷量为q22e,它们的质量分别为m1和m2,衰变后的速度分别为v1和v2,所以原来原子核的电荷量qq1q2。粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvBm,则,又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则m1v1m2v2,联立解得q90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。答案(1)圆轨道2是粒子的径迹,理由见解析(2)90由以上两例解答过程可知,当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变时,大圆轨道一定是释放出的带电粒子(粒子或粒子)的,小圆轨道一定是反冲核的。衰变时两圆外切,衰变时两圆内切。如果已知磁场方向,还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针。