Hạt A có động năng WA bắn vào một hạt nhân B đứng yên, gây ra phản ứng: \(A{\rm{ }} + {\rm{ }}B \to C{\rm{ }} + {\rm{ }}D\) . Hai hạt sinh ra có cùng độ lớn vận tốc và khối lượng lần lượt là mC và mD. Cho biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là \(\Delta E\) và không sinh ra bức xạ \(\gamma \) . Tính động năng của hạt nhân D.
Trả lời bởi giáo viên
\(A{\rm{ }} + {\rm{ }}B \to C{\rm{ }} + {\rm{ }}D\)
\({v_C} = {v_D} \to \dfrac{{{{\rm{W}}_C}}}{{{{\rm{W}}_D}}} = \dfrac{{{m_C}{v_C}^2}}{{{m_D}{v_D}^2}} = \dfrac{{{m_C}}}{{{m_D}}}\) (1)
Mặt khác: \({{\rm{W}}_C} + {{\rm{W}}_D} = {{\rm{W}}_A} + \Delta E\) (2)
Từ (1) ta suy ra: \({{\rm{W}}_C} = \dfrac{{{m_C}}}{{{m_D}}}{{\rm{W}}_D}\) thế vào (2) ta được:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{m_C}}}{{{m_D}}}{{\rm{W}}_D} + {{\rm{W}}_D} = {{\rm{W}}_A} + \Delta E\\ \Leftrightarrow \left( {\dfrac{{{m_C}}}{{{m_D}}} + 1} \right){{\rm{W}}_D} = {{\rm{W}}_A} + \Delta E\\ \Leftrightarrow \left( {\dfrac{{{m_C} + {m_D}}}{{{m_D}}}} \right){{\rm{W}}_D} = {{\rm{W}}_A} + \Delta E\\ \Rightarrow {W_D} = \left( {{{\rm{W}}_A} + \Delta E} \right)\dfrac{{{m_D}}}{{{m_C} + {m_D}}}\end{array}\)