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第24届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案 

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解法三

根据第2问的结果,为使条纹能被分辨,扩展光源的允许宽度为w?角为

l?,从而扩展光源对双缝中心的张dw?(1) ?

ld'如图3所示,对M1、M3而言,找出S1对M3的中间像S1??和对M1所成的像S1以及光线a在M1、M3的反

???射点F和G.由物像的对称性可知GS1?GS1??,FS1??FS1??,故

FS1??FG?GS1

即从光线a上一点到S1?和到S1的光程相等.同理可证,从光线b上一点到S1?和到S1的光程相等;对M2、M4

?和到S2的光程相等;从光线b?上一点到S2?和到S2的光程相等.从分(未画出)而言,从光线a?上一点到S2?为S2经M4、M2反射的等效像点,从而可将测星干涉看作是析可知,S1?为S1经M3、M1反射的等效像点,S2?的等效杨氏双缝干涉,其缝距为 经双孔S1?、S2?S2??h S1(2)

?之间的距离)h,直到屏幕上的干涉条纹消失,由小到大调节反射镜M1、M2之间的距离(也就是S1?、S2即各处强度完全相等,这时只需将测得的h直接替换(1)式中的d,可得计算星体角直径的公式

??

得到与前两种解法相同的结果.

七、参考解答:

?h

(3)

根据题意,Be核和K层电子的动量都为零,在第一个反应中,若用pLi*表示激发态锂核

7?7Li?的动量,

?pη表示中微子η的动量,则由动量守恒定律有

pLi??p??0 (1)

7即激发态锂核的动量与中微子的动量大小相等,方向相反.在第二个反应中,若用pLi表示反冲锂核Li的动量,p?表示光子的动量,则由动量守恒定律有 由(1)、(2)式得

p??pLi?pγ (2)

LipLi???pγ?p??

(3)

当锂核的反冲动量pLi最大时,其反冲能量也最大. 由(3)式可知,当中微子的动量与γ光子的动量同方向时,锂核的反冲动量最大.注意到γ光子的动量 有

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pγ?h? (4) c

pLi?pη?h? c(5)

由于锂核的反冲能量比锂核的静能小得多,锂核的动能与其动量的关系不必用相对论关系表示,这时有 由(5)、(6)式得

pηc?2mLic2ER?h? 代入有关数据得

pη?0.38MeV/c

用Eη表示中微子的能量,根据相对论有

根据能量守恒定律有 由(9)、(10)式得

mηc2??mBec2?mec2?mLic2?ER?h???由(8)式和已知数据得

mη?0.00MeV/c2

(12)

2222Eη?mηc?pηc

2pLiER? (6)

2mLi(7)

(8)

(9)

mBec2?mec2?mLic2?ER?h??Eη

(10)

??2?2??pηc ??12(11)

由(12)式可知,所算出的中微子静止质量的数值在题给数据的误差范围之内,故不能确定中微子的静止质量.如果有,其质量一定小于0.1MeV/c2.

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第24届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案 

解法三根据第2问的结果,为使条纹能被分辨,扩展光源的允许宽度为w?角为l?,从而扩展光源对双缝中心的张dw?(1)?ld'如图3所示,对M1、M3而言,找出S1对M3的中间像S1??和对M1所成的像S1以及光线a在M1、M3的反???射点F和G.由物像的
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