如图所示, 建立空间直角坐标系, 位于P点(0,0,15R)的静止碳 14 原子核
发生β衰变形成一个粒子源,在P点下方放置一半径为13R的足够长金属圆柱筒(圆柱筒接地且电阻不计),筒的轴线与y轴重合,圆柱筒外存在方向沿y轴正向的匀强磁场。已知衰变生成的电子的速率为v,质量为m,电荷量为e,不计粒子所受的重力、阻力和粒子间的相互作用。(1)写出衰变方程,求某次衰变生成的电子和新原子核在 xoz平面内做圆周运动的半径之比;
(2)若该粒子源在xoz平面内向各个方向均匀发射n0个电子和n0个新原子核,且磁感应强度B可以保证所有新原子核恰好都无法打到圆筒上。
①求满足要求的磁感应强度
②圆筒上某区域内的同一位置先后两次接收到电子,该区域称为“二次感光区”,求打在“二次感光区”的电子总数n;
(3)若满足(2)问中的磁感应强度,使粒子源在与xOy平面平行的各个方向发射电子,某电子的运动轨迹恰与圆筒相切,求切点坐标。
