Ответьте на вопросы, страница 238 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Трек какой частицы толще? Почему?

2. Трек какой частицы длиннее? Почему?

3. Почему треки нейтронов в камере Вильсона не обнаружены?

1. Трек какой частицы толще? Почему?

Трек $\alpha$-частицы толще, чем трек $\beta$-частицы (электрона). Толщина трека в камере Вильсона определяется плотностью ионизации, то есть количеством ионов, создаваемых частицей на единицу длины пути. $\alpha$-частица имеет заряд $+2e$ и значительно большую массу по сравнению с $\beta$-частицей (заряд $-e$). Из-за большего заряда и, как правило, меньшей скорости $\alpha$-частица взаимодействует с атомами среды гораздо интенсивнее, создавая на своем пути плотное облако ионов. Это приводит к образованию короткого, прямого и толстого трека.

Ответ: Трек $\alpha$-частицы толще, так как она обладает большим зарядом и массой, что приводит к более высокой плотности ионизации среды.

2. Трек какой частицы длиннее? Почему?

Трек $\beta$-частицы длиннее, чем трек $\alpha$-частицы. Длина трека (пробег) частицы зависит от того, как быстро она теряет свою энергию. $\alpha$-частица, интенсивно ионизируя среду, быстро расходует свою энергию на коротком расстоянии. $\beta$-частица, обладая меньшим зарядом и гораздо меньшей массой, взаимодействует со средой слабее. Она теряет энергию медленнее и, следовательно, способна пройти значительно большее расстояние, прежде чем остановиться. Кроме того, из-за малой массы $\beta$-частицы часто отклоняются при столкновениях, что делает их треки извилистыми.

Ответ: Трек $\beta$-частицы длиннее, потому что она слабее ионизирует среду и, соответственно, медленнее теряет свою энергию, что позволяет ей пройти большее расстояние.

3. Почему треки нейтронов в камере Вильсона не обнаружены?

Принцип работы камеры Вильсона основан на конденсации перенасыщенного пара на ионах, которые служат центрами конденсации. Видимый трек — это цепочка капелек жидкости, образовавшихся на ионах, оставленных пролетевшей заряженной частицей. Нейтроны являются электрически нейтральными частицами, то есть не имеют заряда. Пролетая через камеру, они не взаимодействуют с электронными оболочками атомов среды посредством электромагнитных сил и, следовательно, не производят прямой ионизации. Без ионов, на которых могли бы образоваться капли, видимый трек не возникает. Нейтрон может быть обнаружен лишь косвенно, например, по треку ядра отдачи, которое он выбил при столкновении.

Ответ: Нейтроны не имеют электрического заряда, поэтому они не ионизируют атомы в камере Вильсона и не создают центров конденсации, необходимых для формирования видимого трека.