Номер 1866, страница 221 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Строение атома и атомного ядра. Использование атомной энергии. 66. Радиоактивность. Строение атома. Зарядовое и массовое число. Состав атомных ядер. Ядерная реакция деления - номер 1866, страница 221.

Решение.

Решение

Гамма-распад ($\gamma$-распад) — это вид радиоактивного распада, при котором возбужденное атомное ядро испускает гамма-квант (фотон высокой энергии) и переходит в состояние с меньшей энергией. Схема этого процесса выглядит следующим образом:

$_Z^A X^* \rightarrow _Z^A X + \gamma$

где $\text{A}$ — массовое число (общее число протонов и нейтронов), $\text{Z}$ — зарядовое число (порядковый номер элемента, число протонов), а $X^*$ обозначает ядро в возбужденном состоянии.

Исходя из этого, ответим на поставленные вопросы.

Как меняется массовое число элемента при испускании ядром γ-кванта?

Гамма-квант является фотоном и не содержит нуклонов (протонов или нейтронов). Следовательно, при его испускании из ядра общее число нуклонов в ядре не изменяется. Это означает, что массовое число $\text{A}$ элемента остается прежним.

Ответ: Массовое число элемента не меняется.

Изменяется ли при этом масса ядра?

Да, масса ядра изменяется. При испускании гамма-кванта ядро переходит из возбужденного состояния с большей энергией $E_1$ в состояние с меньшей энергией $E_2$. Энергия, уносимая гамма-квантом, равна $E_\gamma = E_1 - E_2$. Согласно соотношению эквивалентности массы и энергии Эйнштейна, $E=mc^2$, уменьшение полной энергии системы сопровождается уменьшением ее массы. Таким образом, масса ядра уменьшается на величину $\Delta m = \frac{E_\gamma}{c^2}$, где $\text{c}$ — скорость света в вакууме. Хотя это изменение массы очень мало, оно существует.

Ответ: Масса ядра уменьшается.

Изменяется ли при этом порядковый номер элемента?

Порядковый (атомный) номер элемента $\text{Z}$ определяется количеством протонов в ядре. Поскольку в процессе гамма-распада состав ядра (количество протонов и нейтронов) не меняется, число протонов остается постоянным. Следовательно, порядковый номер элемента также не меняется, и не происходит превращения одного химического элемента в другой.

Ответ: Порядковый номер элемента не меняется.