2.5.27. Нейтрон с энергией $250\text{ кэВ}$ налетает на ядро $^{6}Li$. При этом образуется возбужденное ядро $^{7}Li$. Найдите кинетическую энергию образовавшегося ядра.
Решение
Сначала оценим можем ли мы решать задачу с позиций классической механики или необходимо применять релятивискую механику. Для этого сравним кинетическую энергию нейтрона ($K_{n}$) с его энергией покоя ($E_{n}=m_{n}c^{2}$). Если $K_{n}\ll E_{n}$, то можно применять классическую механику. Энергия покоя нейтрона $E_{n}=938000 \text{ кэВ}$, итак $250 \ll 938000$ - область классической механики.
Считаем нашу систему замкнутой и изолированой. В ней действуют законы сохранения массы, импульса и энергии. Согласно закону сохранения массы:
$$m_{n}+M_{^{6}Li}=M_{^{7}Li}$$
Закон сохранения импульса:
$$m_{n}\upsilon_{n}=M_{^{7}Li}u_{^{7}Li}$$
где $u_{^{7}Li}$ - скорость возбужденного ядра $^{7}Li$. Выразим её: