Номер 11.57, страница 218 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Радиоактивность - номер 11.57, страница 218.

Условие.

11.57. Как изменится массовое число и заряд ядра, если из ядра будет выброшен(а):

а) протон;

б) $\alpha$-частица;

в) нейтрон?

Решение.

Решение

Массовое число, обозначаемое буквой $\text{A}$, равно общему числу протонов и нейтронов (нуклонов) в ядре. Заряд ядра определяется количеством протонов и равен $Z \cdot e$, где $\text{Z}$ – зарядовое число (атомный номер), а $\text{e}$ – элементарный заряд. Рассмотрим, как изменятся $\text{A}$ и $\text{Z}$ для ядра в каждом из предложенных случаев.

а) протон

Протон ($\text{p}$) – это частица, имеющая массовое число, равное 1, и зарядовое число, равное 1. Его можно обозначить как $_1^1p$. Если из ядра $_Z^A X$ будет выброшен протон, то в соответствии с законами сохранения массового и зарядового чисел, произойдет следующая реакция:

$_Z^A X \rightarrow {_{Z-1}^{A-1} Y} + {_1^1p}$

где $\text{Y}$ – новый химический элемент. Массовое число нового ядра станет $A' = A - 1$, а зарядовое число станет $Z' = Z - 1$.

Ответ: Массовое число уменьшится на 1, а заряд ядра уменьшится на 1 (в единицах элементарного заряда).

б) α-частица

Альфа-частица ($\alpha$) представляет собой ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. Её массовое число равно 4, а зарядовое число – 2. Обозначение α-частицы – $_2^4\alpha$ или $_2^4He$. При испускании α-частицы из ядра $_Z^A X$ происходит альфа-распад:

$_Z^A X \rightarrow {_{Z-2}^{A-4} Y} + {_2^4\alpha}$

Массовое число дочернего ядра станет $A' = A - 4$, а зарядовое число – $Z' = Z - 2$.

Ответ: Массовое число уменьшится на 4, а заряд ядра уменьшится на 2.

в) нейтрон

Нейтрон ($\text{n}$) – это нейтральная частица (зарядовое число равно 0) с массовым числом, равным 1. Его обозначение – $_0^1n$. Если из ядра $_Z^A X$ будет выброшен нейтрон, реакция будет выглядеть так:

$_Z^A X \rightarrow {_{Z}^{A-1} X} + {_0^1n}$

Так как нейтрон не имеет заряда, зарядовое число ядра не изменится ($Z' = Z$), и образуется изотоп того же химического элемента. Массовое число нового ядра уменьшится на 1 ($A' = A - 1$).

Ответ: Массовое число уменьшится на 1, а заряд ядра не изменится.