Question

13．中微子是一種非常小的基本粒子，廣泛存在于宇宙中，共有電子中微子、μ中微子和r中微子三種形態(tài)．其中只有前兩者能被觀測(cè)到，中微子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，且不帶電，它可以自由穿過地球，不與任何物質(zhì)發(fā)生作用，因而難以捕捉和探測(cè)，被稱為宇宙間的“隱身人”．中微子研究是當(dāng)前物理研究的一大熱點(diǎn)，雷蒙德•戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（v_c）而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615t四氯乙烯（C₂Cl₄）溶液的巨桶．電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)氬核，其核反應(yīng)方程為：v_c${+}_{17}^{37}$Cl→${\;}_{18}^{37}$Ar${+}_{-1}^{0}$e，求：
①在這個(gè)核反應(yīng)過程中動(dòng)量守恒定律還成立嗎？
②已知${\;}_{17}^{37}$Cl核的質(zhì)量為36.95658u，${\;}_{18}^{37}$Ar核的質(zhì)量為36.9569lu，${\;}_{-1}^{0}$e的質(zhì)量為0.00055u，質(zhì)量u對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量是多少？

Answer 1

分析 ①在這個(gè)核反應(yīng)過程中遵守動(dòng)量守恒定律．
②根據(jù)題意可知該核反應(yīng)過程中質(zhì)量增加，需要提供能量，根據(jù)質(zhì)能方程求出反應(yīng)所需的能量，再根據(jù)能量的守恒即可求出電子中微子的最小能量．

解答 解：①在這個(gè)核反應(yīng)過程中，外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力，動(dòng)量守恒定律成立．
②反應(yīng)過程需要的能量為：△E=△mc²=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）×931.5MeV≈0.82MeV
所以電子中微子的最小能量為：E=△E=0.82MeV
答：①在這個(gè)核反應(yīng)過程中動(dòng)量守恒定律成立．
②電子中微子的最小能量是0.82MeV．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能量守恒在原子物理知識(shí)中的應(yīng)用，要要掌握愛因斯坦質(zhì)能方程，解答這類問題時(shí)在計(jì)算上不要出錯(cuò)．