例析守恒定律在原子物理中的應(yīng)用

易繼東

(湖南省石門縣第一中學(xué)，湖南　石門　415300)

例析守恒定律在原子物理中的應(yīng)用

易繼東

(湖南省石門縣第一中學(xué)，湖南石門415300)

摘要：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒等四個(gè)定律是自然界普遍適用的規(guī)律，也是解決原子物理問題的依據(jù)和關(guān)鍵之所在，在原子物理中有著十分重要和獨(dú)特的應(yīng)用，是原子物理學(xué)中一種行之有效的解題方法，由于應(yīng)用守恒定律解題時(shí)不需要考慮物體間相互作用的過程、細(xì)節(jié)，因此這四個(gè)守恒定律也就一直是高考中原子物理部分?？疾凰サ臒狳c(diǎn)之一.

關(guān)鍵詞：守恒定律；原子物理；應(yīng)用

在選修教材人教版3-5的原子物理內(nèi)容中，涉及四個(gè)守恒定律，即質(zhì)量數(shù)守恒定律、電荷數(shù)守恒定律、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律，這四個(gè)守恒定律是解決原子物理問題的依據(jù)、關(guān)鍵之所在.由于應(yīng)用守恒定律解題時(shí)不需要考慮物體間相互作用的過程、細(xì)節(jié)，因此，守恒定律在原子物理中有著十分重要和獨(dú)特的應(yīng)用，是物理學(xué)中一種不可缺少的、行之有效的解題方法.

1質(zhì)量數(shù)守恒定律和電荷數(shù)守恒定律的應(yīng)用

所有的核反應(yīng)過程中，都一定遵守質(zhì)量數(shù)守恒定律和電荷數(shù)守恒定律這兩個(gè)規(guī)律，這是正確書寫核反應(yīng)方程和判斷某個(gè)核反應(yīng)方程正誤等的主要依據(jù).

解析：根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，a+b的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為235+1-2=234，a+b的質(zhì)子數(shù)應(yīng)為92，A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為140+93=233，B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是141+92=233，C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為141+93=234，質(zhì)子數(shù)為56+38=94，D項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為140+94=234，質(zhì)子數(shù)為54+38=92，綜上可知答案應(yīng)為D.

小結(jié)：書寫核反應(yīng)方程式的注意事項(xiàng)：

(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接.

(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律，杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程.

2動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用

動(dòng)量守恒定律是自然界普遍適用的基本規(guī)律之一.大到天體、小到微觀粒子，無論相互作用力是什么性質(zhì)的力，也不管是在力學(xué)中、電磁學(xué)中還是微觀世界中，動(dòng)量守恒定律都是適用的，因此動(dòng)量守恒定律也適用于原子或原子核之間的相互作用.

(1)計(jì)算粒子B的速度vB；

(2)粒子A的速度符合什么條件時(shí)，粒子B的速度方向與He核的運(yùn)動(dòng)方向相反.

3能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律的綜合應(yīng)用

能量守恒定律也是人類長期總結(jié)得到的自然界中普遍適用的基本規(guī)律.能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律的組合是解決原子物理問題的兩把金鑰匙.

例3(2014全國大綱卷)一中子與一質(zhì)量數(shù)為A(A>1)的原子核發(fā)生彈性正碰.若碰前原子核靜止，則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為().