Номер 74.2, страница 251 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 74. Ядерные реакции. Глава 10. Квантовые явления - номер 74.2, страница 251.

74.2 [н] Какая из ядерных реакций, приведённых в условии предыдущей задачи, явилась первым экспериментальным доказательством существования нейтрона?

Решение

Первым экспериментальным доказательством существования нейтрона стала ядерная реакция, открытая английским физиком Джеймсом Чедвиком в 1932 году. Это открытие было сделано в ходе экспериментов по бомбардировке лёгких элементов альфа-частицами.

Чедвик направлял альфа-частицы, испускаемые радиоактивным полонием-210, на мишень из бериллия. Он обнаружил, что из бериллия испускается сильно проникающее излучение, которое само по себе не вызывало ионизации. Однако это излучение, попадая на вещество, богатое протонами (например, парафин), выбивало из него протоны большой энергии. Изначально предполагалось, что это жёсткое гамма-излучение, но расчёты показали, что для выбивания таких протонов гамма-кванты должны были бы обладать неправдоподобно высокой энергией.

Чедвик предположил, что это излучение является потоком нейтральных частиц с массой, близкой к массе протона. Он назвал эти частицы нейтронами. Протекающая при этом ядерная реакция имеет вид:

$$ ^{9}_{4}Be + ^{4}_{2}He \rightarrow ^{12}_{6}C + ^{1}_{0}n $$

В этой реакции ядро бериллия ($^{9}_{4}Be$), захватывая альфа-частицу ($^{4}_{2}He$), превращается в ядро углерода ($^{12}_{6}C$) и испускает нейтрон ($^{1}_{0}n$). Именно эта реакция и её тщательный анализ послужили неопровержимым доказательством существования новой элементарной частицы — нейтрона.

Ответ: Первым экспериментальным доказательством существования нейтрона явилась ядерная реакция взаимодействия альфа-частиц с ядрами бериллия: $ ^{9}_{4}Be + ^{4}_{2}He \rightarrow ^{12}_{6}C + ^{1}_{0}n $.