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1998年6月2日,我国科学家研究的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,用...

1998年6月2日,我国科学家研究的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空,用于探测宇宙中是否有反物质和暗物质,所谓反物质的原子(反原子)是由带负电的反原子核和核外的正电子组成,反原子核由反质子和反中子组成.与manfen5.com 满分网H、manfen5.com 满分网n、manfen5.com 满分网e等物质粒子相对应的manfen5.com 满分网H、manfen5.com 满分网n、manfen5.com 满分网e等称为反粒子.由于反粒子具有相应粒子完全相同的质量及相反的电荷,故可用下述方法探测.如图所示,设图中各粒子或反粒子沿垂直于匀强磁场B即射线OO'的方向进入截面为MNPQ的磁谱仪时速度相同,且氢原子核(manfen5.com 满分网H)在Ox轴上的偏转位移x恰为其轨迹半径的一半,试预言反氢核(manfen5.com 满分网H)和反氦核(manfen5.com 满分网He)的轨迹及其在Ox轴上的偏转位移x1和x2.如果预言正确,那么当人们观测到上述这样的轨迹,就证明已经探测到了反氢和反氦的核.

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根据左手定则,及运动的方向,可画出运动轨迹图;根据牛顿第二定律,由洛伦兹力提供向心力,并由几何关系,即可求解. 【解析】 轨迹如图 设质子的质量为m,电荷量为q, 据题意有: qvB=(r为质子的半径) 解得: =2x 又由于反氢核(反质子)质量为m,电荷量为-q, 故其轨道半径r1=r,但偏转方向相反.即x1=-x 由于反氦核(反α粒子)的质量为4m,电量为-2q, 同理,轨道半径r2==2x 由图中几何关系可知: 答: x1=-x
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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