Phương pháp giải bài tâp phản ứng hạt nhân

179 lượt xem

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

Hạt nhân B bắn phá vào hạt nhân A đứng yên $\to$ C+D

- Biết ${{\bf{W}}_{{d_{\bf{C}}}}} = {\rm{ }}{\bf{b}}{{\bf{W}}_{{d_{\bf{D}}}}}$

Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng

$\begin{array}{l}{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \left( {{m_A} + {m_B}} \right){c^2} = \left( {{m_C} + {m_D}} \right){c^2} + {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\\ \leftrightarrow {{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\end{array}$

$\to \left\{ \begin{array}{l}{{\rm{W}}_{{d_C}}} = \left( {{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E} \right)\frac{b}{{b + 1}}\\{{\rm{W}}_{{d_D}}} = \left( {{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E} \right)\frac{1}{{b + 1}}\end{array} \right.$

- Biết tỉ số độ lớn vận tốc: ${{\bf{v}}_{\bf{C}}} = {\rm{ }}{\bf{a}}{{\bf{v}}_{\bf{D}}}$

${v_C} = {\rm{ }}a{v_D} \to \frac{{{{\rm{W}}_{{d_C}}}}}{{{{\rm{W}}_{{d_D}}}}} = \frac{{{m_C}{v_C}^2}}{{{m_D}{v_D}^2}} = \frac{{{m_C}}}{{{m_D}}}{a^2} = b$

- Nếu $\overrightarrow {{v_c}} = a\overrightarrow {{v_D}}$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: $\overrightarrow {{P_t}} = \overrightarrow {{P_s}} \leftrightarrow {m_B}\overrightarrow {{v_B}} = {m_C}\overrightarrow {{v_C}} + {m_D}\overrightarrow {{v_D}}$

$\overrightarrow {{v_c}} = a\overrightarrow {{v_D}} \to {m_B}\overrightarrow {{v_B}} = \left( {{m_C} + a{m_D}} \right)\overrightarrow {{v_C}}$

- Nếu sau phản ứng có: $\widehat {\overrightarrow {{v_C}} ,\overrightarrow {{v_D}} } = \alpha$

$\left\{ \begin{array}{l}P_B^2 = P_C^2 + P_D^2 + 2{P_C}{P_D}{\rm{cos}}\alpha \\{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\end{array} \right.$

Trường hợp đặc biệt:

$\overrightarrow {{v_C}} \bot \overrightarrow {{v_D}} \to \left\{ \begin{array}{l}P_B^2 = P_C^2 + P_D^2\\{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{m_B}{{\rm{W}}_{{d_B}}} = {m_C}{{\rm{W}}_{{d_C}}} + {m_D}{{\rm{W}}_{{d_D}}}\\{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\end{array} \right.$
$\overrightarrow {{v_C}} \bot \overrightarrow {{v_B}} \to \left\{ \begin{array}{l}P_D^2 = P_C^2 + P_B^2\\{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\end{array} \right. \to \left\{ \begin{array}{l}{m_D}{{\rm{W}}_{{d_D}}} = {m_C}{{\rm{W}}_{{d_C}}} + {m_B}{{\rm{W}}_{{d_B}}}\\{{\rm{W}}_{{d_B}}} + \Delta E = {{\rm{W}}_{{d_C}}} + {{\rm{W}}_{{d_D}}}\end{array} \right.$

SGK Vật lí lớp 12