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菁優(yōu)網(wǎng)通過測量質(zhì)子在磁場中的運動軌跡和打到探測板上的計數(shù)率(即打到探測板上質(zhì)子數(shù)與衰變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)N的比值),可研究中子(
1
0
n
)的β衰變。中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,同時放出質(zhì)量可視為零的不帶電的反中微子
ν
e
。如圖所示,位于P點的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個質(zhì)子源,為簡化過程,設(shè)該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射N個質(zhì)子。在P點下方放置有一足夠長的以O(shè)為中點的探測板,P點離探測板的垂直距離OP為a=0.15m。在探測板的上方存在方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度大小為B=0.1T的勻強磁場。
已知電子質(zhì)量me=9.1×10-31kg=0.51MeV/c2,中子質(zhì)量mn=939.57MeV/c2,質(zhì)子質(zhì)量mp=938.27MeV/c2(c為光速,不考慮粒子之間的相互作用)。衰變后質(zhì)子的動量p=4.8×10-21kg?m?s-1=3×10-8MeV?s?m-1,假定衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成粒子的動能。
(1)寫出中子衰變的核反應(yīng)式。并求出一個中子衰變后,電子和反中微子兩者的總動能(以MeV為能量單位);
(2)能夠打到探測板上的質(zhì)子,求在磁場中運動的最長時間;
(3)求計數(shù)率。

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:98引用:2難度:0.3
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    發(fā)布:2024/11/15 13:30:1組卷:169引用:4難度:0.4
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    ①計算粒子進入磁場時的速率;
    ②判斷該粒子帶正電還是負電;
    ③計算OP間的距離.

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:257引用:1難度:0.5
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    (1)當(dāng)粒子的速度方向與直徑ab的夾角α為多少時.粒子剛好從磁場邊界b處飛出磁場.該粒子在磁場中運動的時間是多少?
    (2)若粒子射入磁場的速度改為v=3.0×105m/s,其他條件不變.試用曲線在圖乙中畫出該束粒子在磁場中可能出現(xiàn)的區(qū)域.要求有簡要的文字說明.

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:12引用:0難度:0.9
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