Номер 12, страница 19, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Квантовая физика. Глава VI. Атомное ядро и ядерная энергетика. Параграф 25. Атомное ядро - номер 12, страница 19.

Условие.

12. Изменяются ли массовое и зарядовое числа ядра вследствие излучения $\gamma$-кванта? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Нет, массовое и зарядовое числа ядра не изменяются вследствие излучения γ-кванта.

Обоснование заключается в природе самого γ-излучения. γ-квант (гамма-квант) — это фотон, то есть частица электромагнитного излучения, которая не имеет ни электрического заряда, ни массы покоя. Гамма-распад происходит, когда ядро, находящееся в возбужденном состоянии (обладающее избыточной энергией, например, после другого вида распада), переходит в более стабильное состояние с меньшей энергией. Эта избыточная энергия и излучается в виде γ-кванта.

Поскольку γ-квант не является нуклоном (протоном или нейтроном) и не имеет заряда, его испускание из ядра не приводит к изменению количества протонов и нейтронов. Таким образом, и зарядовое число $\text{Z}$ (число протонов), и массовое число $\text{A}$ (общее число протонов и нейтронов) остаются неизменными.

Реакцию гамма-распада можно записать следующим образом:

$$ {^{A}_{Z}X^{*}} \rightarrow {^{A}_{Z}X} + \gamma $$

где $ {^{A}_{Z}X^{*}} $ — ядро в возбужденном состоянии, а $ {^{A}_{Z}X} $ — то же самое ядро в состоянии с меньшей энергией. Как видно из уравнения, ни $\text{A}$, ни $\text{Z}$ не меняются.

Ответ: Массовое и зарядовое числа ядра не изменяются, так как γ-квант является фотоном, не имеющим ни массы покоя, ни заряда, и его излучение представляет собой лишь переход ядра из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией без изменения нуклонного состава.