Номер 73.24, страница 250 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 73. Радиоактивный распад. Глава 10. Квантовые явления - номер 73.24, страница 250.

73.24 [1677] Где больше длина свободного пробега $\alpha$-частицы: у поверхности Луны или у поверхности Земли?

Решение

Длина свободного пробега частицы — это среднее расстояние, которое частица проходит между последовательными столкновениями с частицами среды. Эта величина обратно пропорциональна концентрации частиц среды. Чем выше концентрация частиц (то есть чем плотнее среда), тем чаще происходят столкновения и, следовательно, тем меньше длина свободного пробега.

Сравним условия у поверхности Земли и Луны:

1. У поверхности Земли: Земля обладает плотной атмосферой. Концентрация молекул газов (азота, кислорода и др.) в воздухе при нормальных условиях высока. Из-за этого α-частица, двигаясь в атмосфере, будет часто сталкиваться с молекулами воздуха, ионизируя их и быстро теряя энергию. Длина пробега α-частиц в воздухе при атмосферном давлении составляет всего несколько сантиметров.

2. У поверхности Луны: Луна практически лишена атмосферы. Пространство у ее поверхности представляет собой глубокий вакуум. Плотность и концентрация частиц там чрезвычайно малы, на много порядков ниже, чем у поверхности Земли. В такой разреженной среде α-частица может пролететь очень большое расстояние, прежде чем столкнется с какой-либо частицей.

Таким образом, так как среда у поверхности Луны значительно менее плотная, чем атмосфера у поверхности Земли, столкновения для α-частицы будут происходить гораздо реже. Следовательно, длина ее свободного пробега у поверхности Луны будет намного больше.

Ответ: Длина свободного пробега α-частицы больше у поверхности Луны.