Question

用放射源铍的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓“铍辐射”.1932年，查德威克用“铍辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态)，测得照射后“铍辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0.查德威克假设“铍辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子.假定“铍辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成“铍辐射”的中性粒子的质量.(质量用原子质量单位u表示，1 u等于一个¹²C原子质量的十二分之一.取氢核和氮核的质量分别为1.0 u和14 u)

Answer 1

1.2 u

解析:

设构成“铍辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v,氢核的质量为m_H.构成“铍辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v′和v_H′.由动量守恒与能量守恒定律得mv=mv′+m_Hv_H′①

②

解得③

同理，对于质量为m_N的氮核，其碰后速度为

④

由③④式可得

⑤

根据题意可知

v_H′=7.0v_N′⑥

将上式与题给数据代入⑤式得m=1.2 u.