Hạt nhân \(_{92}^{234}U\) đang đứng yên thì phân rã phóng xạ ra hạt \(\alpha \). Thực nghiệm đo

Câu hỏi số 704363:

Vận dụng

Hạt nhân \(_{92}^{234}U\) đang đứng yên thì phân rã phóng xạ ra hạt \(\alpha \). Thực nghiệm đo được động năng của hạt α bằng 12,89 MeV. Sự sai lệch giữa giá trị tính toán và giá trị đo được được giải thích là do sự phát ra bức xạ \(\gamma \) cùng với hạt \(\alpha \)trong quá trình phân rã. Khối lượng hạt nhân \(_{92}^{234}U,{\rm{ }}_{90}^{230}Th\) và hạt \(\alpha \) lần lượt là 233,9904u; 229,9737u và 4,0015u. Bước sóng của bức xạ \(\gamma \)phát ra bằng

A. \(1,{22.10^{ - 11}}m.\)

B. \(1,{22.10^{ - 12}}m.\)

C. \(1,{22.10^{ - 10}}m.\)

D. \(1,{22.10^{ - 8}}m.\)

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:704363

Phương pháp giải

Động lượng và động năng: \(p = mv\) và \(K = \dfrac{1}{2}m{v^2}.\)

Mối liên hệ giữa động năng và động lượng: \({p^2} = 2mK\)

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và năng lượng toàn phần.

Giải chi tiết

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng ta có:

\(\begin{array}{l}\vec 0 = {{\vec p}_\alpha } + {{\vec p}_{Th}} + \vec p \Rightarrow {p_\alpha } = {p_{Th}} \Rightarrow p_\alpha ^2 = p_{Th}^2\\ \Rightarrow {m_\alpha }{K_\alpha } = {m_{Th}}.{K_{Th}} \Rightarrow {K_{Th}} = \dfrac{{{m_\alpha }{K_\alpha }}}{{{m_{Th}}}}\end{array}\)

Theo tính toán, ta có:

\(\begin{array}{l}\Delta E = \left( {{m_U} + {m_{Th}} + {m_\alpha }} \right).{c^2} = {K_\alpha } + {K_{Th}}\\ \to \Delta E = {K_\alpha } + \dfrac{{{m_\alpha }{K_\alpha }}}{{{m_{Th}}}} = {K_\alpha }\dfrac{{{m_{Th}} + {m_\alpha }}}{{{m_{Th}}}}\end{array}\)

\( \Rightarrow {K_\alpha } = \dfrac{{{m_{Th}}}}{{{m_{Th}} + {m_\alpha }}}.\left( {{m_U} - {m_{Th}} - {m_\alpha }} \right).{c^2}\)

Thay số và \({K_\alpha }\) ta được:

\(\begin{array}{l}{K_\alpha } = \dfrac{{229,9737}}{{229,9737 + 4,0015}}.\left( {233,9904 - 229,9737 - 4,0015} \right).931,5\\ \to {K_\alpha } \approx 13,92\left( {MeV} \right)\end{array}\)

Do thực nghiệm đo được bức xạ \(\gamma \) nên

\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_\gamma } + {{K'}_\alpha } = {K_\alpha }\\ \Rightarrow {{\rm{W}}_\gamma } = {K_\alpha } - {{K'}_\alpha } = 13,92 - 12,89\\ = 1,03\left( {MeV} \right) = 1,{648.10^{ - 13}}\left( J \right)\end{array}\)

Lại có: \({W_\gamma } = \dfrac{{hc}}{\lambda }\)

\( \Rightarrow \lambda = \dfrac{{hc}}{{{{\rm{W}}_\gamma }}} = \dfrac{{6,{{625.10}^{ - 34}}{{.3.10}^8}}}{{1,{{648.10}^{ - 13}}}} \approx 1,{21.10^{ - 12}}\left( m \right)\)

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.