Номер 7.31, страница 40 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VII. Квантовые явления - номер 7.31, страница 40.

Условие.

7.31 При бомбардировке бора $_{5}^{11}\text{B}$ протонами в камере Вильсона получили три следа одного типа, направленные в разные стороны. Определите, какое ядро оставляет такие треки.

Решение.

Дано:

Исходные частицы: ядро бора-11 ($^{11}_{5}B$) и протон ($^{1}_{1}p$).

Продукты реакции: три одинаковые частицы ($3 \cdot ^{A}_{Z}X$).

Найти:

Определить, что за ядро $^{A}_{Z}X$ оставляет треки.

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции, происходящей при бомбардировке ядра бора протоном. По условию, в результате реакции образуются три одинаковые частицы. Обозначим неизвестную частицу как $^{A}_{Z}X$, где $A$ – массовое число, а $Z$ – зарядовое число.

Уравнение реакции в общем виде:

$$^{11}_{5}B + ^{1}_{1}p \rightarrow 3 \cdot ^{A}_{Z}X$$

В ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового числа и электрического заряда.

1. Применим закон сохранения заряда. Сумма зарядовых чисел (нижних индексов) до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции:

$$5 + 1 = 3 \cdot Z$$

$$6 = 3Z$$

Отсюда находим зарядовое число $Z$ неизвестной частицы:

$$Z = \frac{6}{3} = 2$$

Зарядовое число $Z=2$ соответствует элементу гелию (He).

2. Применим закон сохранения массового числа. Сумма массовых чисел (верхних индексов) до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции:

$$11 + 1 = 3 \cdot A$$

$$12 = 3A$$

Отсюда находим массовое число $A$ неизвестной частицы:

$$A = \frac{12}{3} = 4$$

Таким образом, образовавшиеся частицы имеют зарядовое число $Z=2$ и массовое число $A=4$. Это ядро атома гелия $^{4}_{2}He$, которое также называют альфа-частицей ($\alpha$).

Следовательно, уравнение реакции имеет вид:

$$^{11}_{5}B + ^{1}_{1}p \rightarrow 3 \cdot ^{4}_{2}He$$

Ответ: Такие треки оставляет ядро гелия $^{4}_{2}He$ (альфа-частица).