Question

关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中：
（1）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为______

7N+He→H+O

Answer

（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，产生了质子和氧17，根据质量数守恒和电荷数守恒配平，书写核反应方程．
（2）根据查德威克的理论：氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰，遵守动量守恒和能量守恒，由两大守恒定律列式得到氢核的最大速度vH与初速度v的关系式；用同样的方法得到中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度vN表达式，即可得到两个之比，从而求中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系．
【解析】
（1）核反应方程为  N+He→H+O
（2）查德威克认为氢核、氮核与中性粒子之间的碰撞是弹性正碰；设中性粒子质量为m，速度为v，氢核的质量为mH，最大速度为vH，并认为氢核在打出前为静止的，那么根据动量守恒和能量守恒可知：
  mv=mv+mHvH ①
 =+  ②
其中v是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：

  vH=   ③
同理，mv=mv+mNvN                      
  mv2=mv2+mNvN2               
可得出中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 vN=     ④
查德威克在实验中测得被碰氢核的最大速度为：vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度为vN=4.50×106 m/s，
因为mN=14mH，由方程③④可得
==       ⑤
将速度的最大值代入方程⑤，=
解得：m=1.05mH                        ⑥
答：（1）N+He→H+O；
（2）中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系是m=1.05mH．