Номер 1, страница 343 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Задачи для самостоятельного решения

1. При бомбардировке ядер бора ${^{11}_{5}}\text{B}$ протонами образуется бериллий ${^{8}_{4}}\text{Be}$. Какое ещё ядро образуется при этой реакции?

1. Дано:

Исходные частицы: ядро бора $^{11}_5\text{B}$ и протон $^{1}_1\text{p}$ (ядро атома водорода $^{1}_1\text{H}$).
Продукты реакции: ядро бериллия $^{8}_4\text{Be}$ и неизвестное ядро $^{A}_Z\text{X}$.

Найти:

Неизвестное ядро $^{A}_Z\text{X}$.

Решение:

Для определения неизвестного ядра, образующегося в результате ядерной реакции, необходимо составить уравнение этой реакции и применить законы сохранения массового числа и заряда.

Уравнение реакции, в которой ядро бора-11 ($^{11}_5\text{B}$) бомбардируется протоном ($^{1}_1\text{p}$), в результате чего образуется ядро бериллия-8 ($^{8}_4\text{Be}$) и неизвестное ядро ($^{A}_Z\text{X}$), выглядит следующим образом: $$^{11}_5\text{B} + ^{1}_1\text{p} \rightarrow ^{8}_4\text{Be} + ^{A}_Z\text{X}$$

В любой ядерной реакции должны выполняться:
1. Закон сохранения массового числа (суммарное число нуклонов до реакции равно суммарному числу нуклонов после реакции).
2. Закон сохранения заряда (суммарный заряд до реакции равен суммарному заряду после реакции).

Применим закон сохранения массового числа (сумма верхних индексов слева и справа должна быть одинаковой): $$11 + 1 = 8 + A$$ $$12 = 8 + A$$ Отсюда находим массовое число A неизвестного ядра: $$A = 12 - 8 = 4$$

Теперь применим закон сохранения заряда (сумма нижних индексов слева и справа должна быть одинаковой): $$5 + 1 = 4 + Z$$ $$6 = 4 + Z$$ Отсюда находим зарядовое число Z неизвестного ядра: $$Z = 6 - 4 = 2$$

Таким образом, неизвестное ядро имеет массовое число $A = 4$ и зарядовое число $Z = 2$. Согласно периодической системе химических элементов, элемент с зарядовым числом 2 — это гелий (He). Следовательно, искомое ядро — это ядро атома гелия-4, которое также известно как альфа-частица.

Ответ:при этой реакции образуется ядро гелия-4 ($^{4}_2\text{He}$), или альфа-частица.