Question

一個中子和一個質子相結合生成一個氘核，若它們的質量分別是m₁、m₂、m₃，則?（　　）

• A．由于反應前后質量數不變，所以m₁+m₂=m₃?
• B．由于反應時釋放出了能量，所以m₁+m₂＞m₃?
• C．由于反應在高溫高壓下進行從而吸收能量，所以m₁+m₂＜m₃?
• D．反應時產生了頻率為

  (m1+m2+m3)c2

  h

  的光子，式中c是光速，h是普朗克常量

Answer 1

分析：本題的關鍵是明確核反應發生時滿足質量數守恒和電荷數守恒；根據愛因斯坦質能方程可知，若反應中發生質量虧損，則反應過程一定釋放能量，否則質量增加則吸收能量；輕核發生聚變需要高溫即要吸收能量，當聚變反應發生后要放出更多的能量；釋放出的光子的頻率滿足△E=hγ，結合△E=△

mc

2

即可求解．

解答：解：A、根據核反應方程的規律可知，反應前后的質量數不變，但由于要釋放能量，根據愛因斯坦質能方程可知，質量應發生虧損，即

m

1

+m

2

＞m

3

，所以A正錯誤．
B、根據愛因斯坦質能方程△E=△

mc

2

可知，由于反應釋放出了能量，所以質量發生了虧損，即

m

1

+m

2

＞m

3

，所以B正確．
C、由于反應在高溫高壓下進行從而吸收能量，但當發生聚變反應時要釋放出更多的能量，即總的過程是釋放能量，根據質能方程可知，質量發生虧損，即

m

1

+m

2

＞m

3

，所以C錯誤．
D、根據△E=△

mc

2

，△E=hγ，又△m=

m

1

+m

2

-m

3

，聯立以上各式解得γ=

(m   1 +m   2 -m   3 )c 2

h

，所以D錯誤．
故選B．

點評：掌握核反應方程的寫法，理解愛因斯坦質能方程、聚變的條件即機理是解決問題的關鍵．