Задание 2, страница 155 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

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

Проникающая и ионизирующая способности различных видов радиоактивного излучения (α-, β- и γ-лучей) напрямую связаны с природой составляющих их частиц: их массой, зарядом и энергией. Между этими двумя способностями существует обратная зависимость: чем выше ионизирующая способность, тем ниже проникающая.

Проникающая способность
Проникающая способность — это способность излучения проходить через слои вещества, не поглощаясь в них.
• α-лучи (ядра гелия, $ ^{4}_{2}\text{He} $) имеют самую низкую проникающую способность. Из-за большой массы и двойного положительного заряда они активно взаимодействуют с веществом, быстро теряют энергию и задерживаются даже тонким слоем материала, например, листом бумаги или несколькими сантиметрами воздуха.
• β-лучи (электроны или позитроны) обладают средней проникающей способностью. Они легче и имеют меньший заряд, чем α-частицы, поэтому проникают в вещество глубже. Для их остановки требуется слой алюминия толщиной несколько миллиметров.
• γ-лучи (высокоэнергетические фотоны) обладают самой высокой проникающей способностью. Не имея заряда и массы покоя, они слабо взаимодействуют с веществом и могут проходить через большие толщи материалов. Для их значительного ослабления необходимы толстые слои свинца или бетона.
Таким образом, по возрастанию проникающей способности излучения располагаются в следующем порядке: α < β < γ.

Ионизирующая способность
Ионизирующая способность — это способность излучения создавать ионы (заряженные частицы) при прохождении через вещество.
• α-лучи обладают самой высокой ионизирующей способностью. Их большой заряд ($+2e$) и масса приводят к интенсивной ионизации атомов вещества на коротком участке пути. Они создают плотный трек из ионных пар.
• β-лучи имеют среднюю ионизирующую способность, значительно меньшую, чем у α-частиц, но большую, чем у γ-лучей. Они создают более редкий трек ионизации по сравнению с α-частицами.
• γ-лучи имеют самую низкую ионизирующую способность. Будучи нейтральными, они ионизируют вещество опосредованно (через фотоэффект, комптоновское рассеяние, рождение пар), и эти события происходят относительно редко.
Таким образом, по убыванию ионизирующей способности излучения располагаются в следующем порядке: α > β > γ.

Ответ: Проникающая способность возрастает в ряду: α-лучи < β-лучи < γ-лучи. Наибольшей проникающей способностью обладают γ-лучи, наименьшей — α-лучи. Ионизирующая способность убывает в ряду: α-лучи > β-лучи > γ-лучи. Наибольшей ионизирующей способностью обладают α-лучи, наименьшей — γ-лучи.