Bắn hạt α có động năng 4 MeV vào hạt nhân N 7 14 đứng yên thu được một hạt prôtôn và hạt nhân O 8 17 . Phản ứng này thu một năng lượng là 1,21 MeV. Giả sử prôtôn bay ra theo hướng vuông góc với hướng bay của hạt α. Coi khối lượng các hạt tính xấp xỉ bằng số khối của chúng. Động năng của prôtôn là:
A. 1,044 MeV
B. 1,746 MeV
C. 0,155 MeV
D. 2,635 MeV
Đáp án B.
Theo định luật bảo toàn động lượng:
m α v α → = m p v p → + m 0 v o →
Các vectơ được biểu diễn trên hình vẽ. Từ đó ta có:
m o v o 2 = m α v α 2 + m p v p 2 ⇒ 2 m o . 1 2 m 0 . v 2 0 = 2 m α . 1 2 m α . v 2 α + 2 m p . 1 2 m p v 2 p ⇒ m o w d O = m α . w d α + m p . w d P ⇒ w d O = m α m o w d α + m p m o w d P
Theo định luật bảo toàn năng lượng:
w d α - w t h u = w d O + w d P = m α m o w d α + m p m o w d ( P ) + w d P ⇒ m o - m α m o w d α - w t h u = m o - m p m o w d P ⇒ w d P = m 0 m 0 + m p = m o - m α m o w d α - w t h u = 17 17 + 1 17 - 4 17 . 4 - 1 , 21 . 4 - 1 , 21 = 1 , 746 ( M e v )