Номер 73.15, страница 249 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 10. Квантовые явления. Параграф 73. Радиоактивный распад - номер 73.15, страница 249.

Условие.

73.15[н] При прохождении тока в электрической цепи движутся электроны. Почему мы не называем их $\beta$-частицами?

Решение 4.

Решение 7.

Хотя по своей фундаментальной природе и электроны, движущиеся в проводнике, и $β$-частицы являются одной и той же частицей (электроном), их различают по происхождению и контексту, в котором они рассматриваются.

Термин $β$-частица (бета-частица) исторически и терминологически закреплен в ядерной физике. Он обозначает электрон (или позитрон), который испускается непосредственно из атомного ядра в процессе радиоактивного бета-распада. Этот процесс представляет собой внутриядерное превращение: нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Рожденный таким образом электрон выбрасывается из ядра с очень большой кинетической энергией.

Электроны же, которые создают электрический ток в металлическом проводнике, называются электронами проводимости. Они не возникают в результате ядерных реакций. Эти электроны изначально присутствуют в материале, слабо связаны со своими атомами и образуют так называемый «электронный газ». При создании в проводнике электрического поля они начинают упорядоченно двигаться (дрейфовать) между узлами кристаллической решетки, что и представляет собой электрический ток. Энергия их дрейфового движения несравнимо меньше энергии $β$-частиц.

Таким образом, ключевое различие заключается в их источнике: $β$-частицы рождаются в ядре, а электроны тока — это уже существующие частицы в электронной структуре проводника. Использование термина «$β$-частица» для электронов в цепи было бы некорректным, так как это смешивает понятия из совершенно разных разделов физики — ядерной физики и электродинамики.

Ответ: Термин «$β$-частица» используется исключительно для электронов, испускаемых из атомных ядер в ходе радиоактивного бета-распада. Электроны, движущиеся в электрической цепи, являются электронами проводимости, которые уже присутствуют в веществе и имеют совершенно иное происхождение и энергию.