Bắn hạt có động năng 4 MeV vào hạt nhân đứng yên thì thu được một prôton và hạt nhân X. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc, tính tốc độ của prôton. Lấy khối lượng của các hạt nhân theo đơn vị u bằng số khối của chúng
A. 30 , 9 . 10 5 ( m / s )
B. 22 , 8 . 10 6 ( m / s )
C. 22 , 2 . 10 5 ( m / s )
D. 30 , 9 . 10 6 ( m / s )
Đáp án A
Ta có phương trình phản ứng α 2 4 H e + 7 14 N → 1 1 p + 8 17 O X
Theo định luật bảo toàn động lượng ta có p α → = p p → + p O →
Vì sau va chạm, hai hạt nhân có cùng vận tốc nên p p → và p O → có cùng hướng và độ lớn thỏa p p p O = m p m O
Như vậy có thể viết biểu thức vectơ dưới dạng:
p α = p p + p O = p p 1 + m O m p = 18 p p ⇒ m α . K α = 18 2 m p K p ⇒ K p = 4 × 4 18 2 × 1 = 4 81 M e V
Chú ý cần đổi K P từ đơn vị MeV về J để áp dụng công thức động năng để tính ra vận tốc của hai hạt
K p = 1 2 m p v 2 ⇒ v = 2 K p m p Thay số vào ta có v xấp xỉ 30 , 9 . 10 5 ( m / s )