Ответьте на вопросы, страница 155 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Является ли $\beta$-излучение потоком орбитальных электронов?

2. Что происходит с ядром радиоактивного элемента при $\alpha$-, и $\beta$-распадах?

3. Почему частицы с малой проникающей способностью обладают высокой ионизирующей способностью?

1. Является ли β-излучение потоком орбитальных электронов?
Нет, β-излучение не является потоком орбитальных электронов. β-частицы, представляющие собой электроны (или позитроны), возникают непосредственно внутри атомного ядра в процессе его радиоактивного превращения. При β⁻-распаде один из нейтронов ядра превращается в протон, электрон и антинейтрино. Именно этот новообразованный электрон с большой энергией выбрасывается из ядра. Орбитальные же электроны вращаются вокруг ядра на своих оболочках и не принимают участия в ядерных процессах.

Ответ: Нет, β-излучение — это поток электронов, которые рождаются внутри ядра в момент распада, а не орбитальных электронов атома.

2. Что происходит с ядром радиоактивного элемента при α- и β-распадах?
В результате радиоактивного распада ядро исходного элемента претерпевает превращение, изменяя свой состав.
При α-распаде ядро испускает α-частицу, которая представляет собой ядро атома гелия ($_{2}^{4}He$). В результате этого массовое число ядра (A) уменьшается на 4, а его заряд (Z) — на 2. Образуется ядро нового элемента, который в периодической системе Менделеева расположен на две клетки левее исходного. Общая схема α-распада: $_{Z}^{A}X \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y + _{2}^{4}He$.
При β⁻-распаде (наиболее распространенный тип β-распада) один из нейтронов в ядре превращается в протон с одновременным испусканием электрона ($_{-1}^{0}e$) и электронного антинейтрино. Массовое число ядра (A) при этом не меняется, а заряд (Z) увеличивается на единицу. Образуется ядро нового элемента, расположенного на одну клетку правее исходного в периодической системе. Общая схема β⁻-распада: $_{Z}^{A}X \rightarrow _{Z+1}^{A}Y + _{-1}^{0}e + \bar{\nu}_e$.

Ответ: При α-распаде массовое число ядра уменьшается на 4, а заряд на 2. При β⁻-распаде массовое число не меняется, а заряд увеличивается на 1. В обоих случаях образуется ядро нового химического элемента.

3. Почему частицы с малой проникающей способностью обладают высокой ионизирующей способностью?
Проникающая и ионизирующая способности являются взаимообратными характеристиками. Частицы, обладающие высокой ионизирующей способностью, очень активно взаимодействуют с атомами вещества, через которое они движутся. Например, тяжёлые и имеющие большой заряд α-частицы из-за сильного кулоновского взаимодействия эффективно выбивают электроны из атомов среды, создавая на единицу длины пути большое количество пар ионов. Каждое такое взаимодействие приводит к потере частицей своей энергии. Из-за частых и интенсивных столкновений частица быстро растрачивает всю свою кинетическую энергию на коротком отрезке пути и останавливается. Таким образом, малая глубина проникновения является прямым следствием того, что вся энергия частицы эффективно расходуется на ионизацию атомов среды в небольшом объеме.

Ответ: Потому что такие частицы интенсивно взаимодействуют с веществом, быстро теряя свою энергию на создание большого числа ионов на коротком участке пути, что и означает высокую ионизирующую и низкую проникающую способность.