Задание 2, страница 225 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

Сравните проникающую и ионизирующую способности $\alpha$-, $\beta$- и $\gamma$-лучей.

Ионизирующая способность

Ионизирующая способность — это способность излучения создавать ионы (положительно и отрицательно заряженные частицы) при прохождении через вещество. Она тем выше, чем больше масса и заряд частицы излучения.

α-лучи (альфа-лучи) являются потоком тяжелых, положительно заряженных частиц — ядер атомов гелия ($_{2}^{4}\text{He}$). Из-за большого заряда ($+2e$) и значительной массы они очень активно взаимодействуют с электронами атомов, вызывая сильную ионизацию. Поэтому у α-излучения наибольшая ионизирующая способность.

β-лучи (бета-лучи) — это поток электронов или позитронов, которые намного легче α-частиц и имеют меньший по модулю заряд ($-e$ или $+e$). Вследствие этого их взаимодействие с веществом слабее, и, соответственно, их ионизирующая способность значительно ниже, чем у α-частиц (примерно в 100 раз).

γ-лучи (гамма-лучи) — это электромагнитное излучение (фотоны), не имеющее ни массы покоя, ни заряда. Они взаимодействуют с веществом гораздо реже, чем заряженные частицы, и ионизируют его в основном косвенно, через выбитые ими электроны. Поэтому у γ-излучения наименьшая ионизирующая способность.

Таким образом, по убыванию ионизирующей способности излучения располагаются в следующем порядке: α > β > γ.

Ответ: Ионизирующая способность убывает в ряду: α-лучи > β-лучи > γ-лучи.

Проникающая способность

Проникающая способность — это способность излучения проходить через слои вещества, теряя свою энергию. Эта характеристика обратно связана с ионизирующей способностью: чем активнее излучение ионизирует среду, тем быстрее оно теряет энергию и тем на меньшее расстояние может проникнуть.

α-лучи, обладая самой высокой ионизирующей способностью, быстро расходуют свою энергию и имеют наименьшую проникающую способность. Их пробег в воздухе составляет всего несколько сантиметров, а в твердом теле — доли миллиметра. Их может полностью задержать лист бумаги.

β-лучи, ионизируя вещество слабее, чем α-частицы, обладают большей проникающей способностью. Они способны пройти в воздухе несколько метров и задерживаются алюминиевой пластиной толщиной в несколько миллиметров.

γ-лучи, как незаряженные частицы, слабее всего взаимодействуют с веществом и, следовательно, обладают наибольшей проникающей способностью. Для их значительного ослабления требуются толстые слои тяжелых материалов, например, несколько сантиметров свинца или десятки сантиметров бетона.

Таким образом, по возрастанию проникающей способности излучения располагаются в следующем порядке: α < β < γ.

Ответ: Проникающая способность возрастает в ряду: α-лучи < β-лучи < γ-лучи.