Dùng p có động năng K 1 bắn vào hạt nhân B 4 9 e đứng yên gây ra phản ứng: p + B 4 9 e → α + L 3 6 i . Phản ứng này tỏa ra năng lượng bằng W = 2,1 M e V . Hạt nhân L 3 6 i và hạt α bay ra với các động năng lần lượt bằng K 2 = 3,58 M e V và K 3 = 4 M e V . Tính góc giữa các hướng chuyển động của hạt α và hạt p (lấy gần đúng khối lượng các hạt nhân, tính theo đơn vị u, bằng số khối)?
A. 45 °
B. 90 °
C. 75 °
D. 120 °
Đáp án B
Động năng của proton: K 1 = K 2 + K 3 − Δ E = 5,48 M e V
Gọi p là động lượng của của một vật p = m v ; K = m v 2 2 = p 2 2 m
P 1 2 = 2 m 1 K 1 = 2 u K 1 ; P 2 2 = 2 m 2 K 2 = 12 u K 2 ; P 3 2 = 2 m 3 K 3 = 8 u K 3
Theo định luật bảo toàn động lượng thì p 1 → = p 2 → + p 3 →
P 2 2 = P 1 2 + P 3 2 − 2 P 1 P 3 cos φ
Suy ra cos φ = P 1 2 + P 3 2 − P 2 2 2 P 1 P 3 = 2 K 1 + 8 K 3 − 12 K 2 2 16 K 1 K 3 = 0
Vậy nên φ = π 2