Номер 2, страница 258 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Повторите материал главы 9 по следующему плану. Параграф 68. Шкала электромагнитных волн. Глава 9. Излучение и спектры - номер 2, страница 258.

Условие.

2. Опишите основные опыты по изучению различных видов излучений.

Решение.

Решение 2.

1. Выпишите основные понятия и дайте им определение.

Радиоактивность – это самопроизвольное (спонтанное) превращение неустойчивых атомных ядер в другие ядра, которое сопровождается испусканием частиц и/или электромагнитного излучения.
Альфа-излучение (α-излучение) – это поток положительно заряженных частиц, называемых альфа-частицами.
Альфа-частица (α-частица) – это ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов ($^4_2\text{He}$).
Бета-излучение (β-излучение) – это поток электронов (β⁻-излучение) или позитронов (β⁺-излучение), возникающих при радиоактивном бета-распаде ядер.
Гамма-излучение (γ-излучение) – это коротковолновое электромагнитное излучение с чрезвычайно высокой энергией. Гамма-кванты (фотоны) не имеют заряда и массы покоя и распространяются со скоростью света. Гамма-излучение часто сопровождает альфа- и бета-распады.
Период полураспада ($T_{1/2}$) – это промежуток времени, в течение которого распадается половина исходного числа радиоактивных ядер.

Ответ: Перечислены основные понятия, связанные с явлением радиоактивности, и даны их определения.

2. Опишите основные опыты по изучению различных видов излучений.

Основным историческим опытом, позволившим разделить радиоактивное излучение на компоненты и изучить их природу, является опыт по отклонению излучения в магнитном поле, проведенный Эрнестом Резерфордом в 1899 году.

Ход опыта:
1. Радиоактивный препарат (например, радий) помещали на дно узкого канала в свинцовом контейнере. Это позволяло получить узконаправленный пучок излучения.
2. Вся установка помещалась в сильное магнитное поле, направленное перпендикулярно пучку.
3. Напротив канала размещалась фотопластинка или флуоресцентный экран для регистрации излучения.

Результаты и выводы:
После проявления фотопластинки на ней обнаруживалось не одно, а три пятна. Это означало, что исходный пучок излучения разделился в магнитном поле на три составляющие:
• Альфа (α) лучи: одна часть излучения отклонялась в магнитном поле. Направление отклонения соответствовало потоку положительно заряженных частиц. Эти частицы отклонялись слабо, что указывало на их большую массу. Позже было установлено, что это ядра атомов гелия ($^4_2\text{He}$).
• Бета (β) лучи: вторая часть излучения отклонялась в противоположную сторону и на значительно больший угол. Это указывало на то, что частицы имеют отрицательный заряд и значительно меньшую массу, чем альфа-частицы. Позже было установлено, что это электроны.
• Гамма (γ) лучи: третья, центральная часть излучения, не отклонялась в магнитном поле, что свидетельствовало об отсутствии у нее электрического заряда. Это электромагнитное излучение было названо гамма-лучами.
Таким образом, этот опыт доказал сложный состав радиоактивного излучения.

Другие важные опыты были направлены на изучение проникающей способности излучений. Путем размещения между источником и детектором различных преград (бумага, алюминиевая фольга, свинцовые пластины) было установлено, что:
• α-излучение задерживается листом бумаги или несколькими сантиметрами воздуха.
• β-излучение проходит через бумагу, но задерживается алюминиевой пластиной толщиной в несколько миллиметров.
• γ-излучение обладает наибольшей проникающей способностью и для его значительного ослабления требуются толстые слои свинца или бетона.

Ответ: Описан классический опыт Резерфорда по разделению радиоактивного излучения в магнитном поле на альфа-, бета- и гамма-компоненты, а также опыты по изучению их проникающей способности.