Номер 2, страница 72, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 57. Альфа- и бета-распады. Правила смещения - номер 2, страница 72.

Условие.

2. Отметьте знаком «X» правильный ответ.

При радиоактивном распаде суммарный электрический заряд образующихся продуктов

уменьшается

увеличивается

остаётся неизменным

Протон может превратиться в нейтрон, если он

является свободным, но движется с достаточно большой скоростью

входит в состав ядра, находящегося в возбуждённом состоянии

входит в состав ядра с минимально возможной энергией

Решение.

При радиоактивном распаде суммарный электрический заряд образующихся продуктов

Во всех типах радиоактивного распада (альфа-распад, бета-распад, гамма-распад) выполняется фундаментальный закон сохранения электрического заряда. Это означает, что суммарный электрический заряд всех частиц до распада равен суммарному электрическому заряду всех продуктов распада.

Например, при альфа-распаде ядра $_Z^AX$ образуется ядро $_{Z-2}^{A-4}Y$ и альфа-частица $^4_2He$. Заряд до распада равен $Z \cdot e$. Суммарный заряд продуктов распада равен $(Z-2) \cdot e + 2 \cdot e = Z \cdot e$. Заряд сохраняется.

При бета-минус распаде ($n \rightarrow p + e^- + \bar{\nu}_e$) в ядре $_Z^AX$ один из нейтронов превращается в протон, и образуется ядро $_{Z+1}^{A}Y$. Заряд до распада равен $Z \cdot e$. Суммарный заряд продуктов распада равен $(Z+1) \cdot e - 1 \cdot e = Z \cdot e$. Заряд сохраняется.

Таким образом, суммарный электрический заряд системы остается неизменным.

Ответ: остаётся неизменным.

Протон может превратиться в нейтрон, если он

Превращение протона в нейтрон происходит в процессах позитронного бета-распада ($p \rightarrow n + e^+ + \nu_e$) или электронного захвата ($p + e^- \rightarrow n + \nu_e$).

Масса покоя нейтрона ($m_n$) больше массы покоя протона ($m_p$). Разница масс составляет примерно $1.29$ МэВ/с². Из-за этого свободный протон не может самопроизвольно превратиться в нейтрон, так как это нарушило бы закон сохранения энергии. Следовательно, первый вариант ответа неверен.

Однако такое превращение возможно для протона, находящегося в составе атомного ядра, если оно энергетически выгодно для ядра в целом. Это означает, что энергия конечного ядра (после превращения протона в нейтрон) должна быть меньше энергии исходного ядра. Энергия, необходимая для этого эндоэнергетического процесса, черпается из энергии связи ядра.

Ядро, имеющее избыточную энергию по сравнению с более стабильной конфигурацией, является нестабильным. Такое ядро может находиться как в основном (с минимально возможной энергией для данного нуклида), так и в возбуждённом состоянии. Однако возбуждённое состояние по определению обладает избыточной энергией по сравнению с основным состоянием. Эта дополнительная энергия может сделать возможными такие каналы распада, которые были бы запрещены по энергетическим соображениям в основном состоянии. Таким образом, нахождение в составе ядра в возбуждённом состоянии является условием, при котором протон может превратиться в нейтрон.

Ответ: входит в состав ядра, находящегося в возбуждённом состоянии.