1930年发现，科学家在真空条件下用α粒子轰击94Be时，产生了一种看不见的、贯穿力很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原

题文

1930年发现，科学家在真空条件下用α粒子轰击94Be时，产生了一种看不见的、贯穿力很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，并以此推算出了该粒子的质量，从而确定改粒子为中子．设氢核的质量为m_H，氮核的质量为氢核质量的14倍，碰撞后氢核的速度为v_H，氮核的速度为v_N，假设中子与它们的碰撞为弹性弹性碰撞，碰撞的粒子分别为中子和氢核及中子和氮核．
（1）试写出α粒子轰击94Be的核反应方程；
（2）试根据中子与氢原子和氮原子的碰撞结果，利用题中的可测量量，推算出中子的质量．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得：94Be+42He→10n+126C
（2）查德威克认为氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰；设中性粒子质量为m，速度为v₀，氢核的质量为m_H，最大速度为v_H，并认为氢核在打出前为静止的，那么根据动量守恒和能量守恒可知：
mv₀=mv+m_Hv_H…①
12mv20=12mv2+12mHv2H…②
其中v是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：
v_H=2mv0m+mH…③
同理，mv₀=mv+m_Nv_N
12mv₀²=12mv²+12m_Nv_N²
可得出中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 v_N=2mv0m+mN…④
因为m_N=14m_H，由方程③④可得vHvN=m+mNm+mH=m+14mHm+mH…⑤
将速度的最大值代入方程⑤，解得：m=1.05m_H…⑥
答：（1）94Be+42He→10n+126C；
（2）中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量m_H的关系是m=1.05m_H．

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解析

94

考点

据考高分专家说，试题“1930年发现，科学家在真空条件下用α粒.....”主要考查你对 [核反应 ]考点的理解。

核反应

核反应：

1、定义:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。
2、原子核的人工转变
①质子的发现：用α粒子轰击氮，
；
②电子的发现：用α粒子轰击铍，；
②电子的发现：用α粒子轰击铍，
。