Номер 1, страница 229 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. Что называют естественной радиоактивностью?

1. Естественной радиоактивностью называют самопроизвольное (спонтанное) превращение неустойчивых атомных ядер, существующих в природе, в другие ядра, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядерных фрагментов. Это явление было открыто в 1896 году Анри Беккерелем. "Естественная" означает, что радиоактивные изотопы (радионуклиды) возникли в ходе природных процессов, например, при формировании Земли или под действием космических лучей в атмосфере, и распадаются без какого-либо внешнего воздействия. Примерами природных радионуклидов являются уран-238 ($^{238}\text{U}$), торий-232 ($^{232}\text{Th}$), калий-40 ($^{40}\text{K}$) и углерод-14 ($^{14}\text{C}$).

Ответ: Естественная радиоактивность — это спонтанный распад неустойчивых атомных ядер, встречающихся в природе, который сопровождается испусканием ионизирующего излучения (альфа-, бета-частиц, гамма-квантов).

2. Основные свойства $α$-, $β$- и $γ$-лучей заключаются в их природе, физических характеристиках и взаимодействии с веществом.

Свойства $α$-излучения (альфа-лучей):
Природа: поток положительно заряженных частиц, являющихся ядрами атома гелия ($^{4}_{2}\text{He}$), состоящими из двух протонов и двух нейтронов.
Заряд: положительный, равен двум элементарным зарядам ($+2e$).
Масса: относительно большая (около 4 а. е. м.), что обуславливает сравнительно низкую скорость (порядка 15 000 – 20 000 км/с).
Проникающая способность: очень низкая. Пробег в воздухе составляет несколько сантиметров, в твёрдых телах — микроны. Задерживается листом бумаги или внешним слоем кожи.
Ионизирующая способность: очень высокая. При движении в веществе создаёт большое количество пар ионов на единицу длины пути.
Отклонение в полях: как поток положительно заряженных частиц, отклоняется в электрическом и магнитном полях.

Свойства $β$-излучения (бета-лучей):
Природа: поток электронов ($^{0}_{-1}\text{e}$) или позитронов ($^{0}_{+1}\text{e}$), испускаемых при распаде ядер.
Заряд: отрицательный ($-e$) для электронов или положительный ($+e$) для позитронов.
Масса: малая (масса электрона), что позволяет частицам достигать скоростей, близких к скорости света (до $0.99c$).
Проникающая способность: средняя. Пробег в воздухе — до нескольких метров, задерживается слоем алюминия толщиной в несколько миллиметров.
Ионизирующая способность: ниже, чем у $α$-частиц, но выше, чем у $γ$-излучения (примерно в 100 раз меньше, чем у альфа-частиц).
Отклонение в полях: как поток заряженных частиц, отклоняется в электрическом и магнитном полях. Направление отклонения противоположно $α$-частицам (для $β^{-}$-распада), а радиус кривизны траектории меньше из-за меньшей массы.

Свойства $γ$-излучения (гамма-лучей):
Природа: коротковолновое электромагнитное излучение с очень высокой энергией (поток фотонов).
Заряд: отсутствует (нейтральны).
Масса: масса покоя равна нулю.
Скорость: распространяется со скоростью света в вакууме ($c \approx 3 \cdot 10^8$ м/с).
Проникающая способность: очень высокая. Для защиты требуются толстые слои плотных материалов, таких как свинец или бетон.
Ионизирующая способность: самая низкая по сравнению с $α$- и $β$-излучением.
Отклонение в полях: не отклоняется в электрическом и магнитном полях, так как не имеет заряда.

Ответ:
$α$-лучи — это поток ядер гелия с высокой ионизирующей, но низкой проникающей способностью.
$β$-лучи — это поток электронов (или позитронов) со средней ионизирующей и средней проникающей способностью.
$γ$-лучи — это высокоэнергетическое электромагнитное излучение с низкой ионизирующей, но очень высокой проникающей способностью.