Номер 73.30, страница 250 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 73. Радиоактивный распад. Глава 10. Квантовые явления - номер 73.30, страница 250.

73.30 [н] Линейчатый или сплошной спектр имеет $\gamma$-излучение, сопровождающее распад ядра атома?

Решение

Гамма-излучение ($\gamma$-излучение), которое сопровождает радиоактивный распад ядра, имеет линейчатый спектр. Это напрямую следует из квантовой природы строения атомного ядра.

Подобно электронам в атоме, нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре могут находиться только на определенных, дискретных энергетических уровнях. Это означает, что энергия ядра квантована.

Часто в результате альфа- или бета-распада дочернее ядро образуется не в основном, а в одном из возбужденных энергетических состояний. Такое ядро является нестабильным и стремится перейти в состояние с меньшей энергией, как правило, в основное. Этот переход сопровождается испусканием избытка энергии в виде фотона высокой энергии — гамма-кванта.

Энергия испущенного гамма-кванта $E_{\gamma}$ строго равна разности энергий между начальным (возбужденным) $E_{2}$ и конечным (более низким) $E_{1}$ уровнями ядра:

$E_{\gamma} = E_{2} - E_{1} = \Delta E$

Поскольку набор энергетических уровней для каждого изотопа является уникальным и дискретным, то и разности энергий между этими уровнями также принимают строго определенные, дискретные значения. Следовательно, испускаемые гамма-кванты могут иметь только определенный набор энергий. В спектре это проявляется в виде отдельных узких линий, каждая из которых соответствует переходу между двумя конкретными ядерными уровнями. Такой спектр называется линейчатым.

Ответ: гамма-излучение, сопровождающее распад ядра атома, имеет линейчатый спектр.