Номер 17, страница 82, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 1 - номер 17, страница 82.

Условие.

17. Изотоп ксенона $\text{^{140}_{54}Xe}$ в результате серии $\beta$-распадов превратился в изотоп церия $\text{^{140}_{58}Ce}$. Сколько $\beta$-частиц было испущено в этой серии распадов?

1) 0

2) 1

3) 2

4) 4

Ответ: ___________.

Решение.

Дано:

Начальный изотоп: ксенон-140 ($^{140}_{54}Xe$)

Конечный изотоп: церий-140 ($^{140}_{58}Ce$)

Процесс: серия $\beta$-распадов

Найти:

Количество испущенных $\beta$-частиц ($n$)

Решение:

$\beta$-распад (бета-минус распад) — это тип радиоактивного распада, при котором нейтрон в ядре атома превращается в протон, при этом испускается электрон ($\beta$-частица) и электронное антинейтрино.

Общее уравнение $\beta$-распада выглядит так:

$^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A}_{Z+1}Y + ^{0}_{-1}e$

Здесь $A$ — массовое число (количество нуклонов в ядре), а $Z$ — зарядовое число (количество протонов). При каждом $\beta$-распаде массовое число $A$ не изменяется, а зарядовое число $Z$ увеличивается на единицу.

Запишем уравнение реакции для данной задачи, где $n$ — это искомое число $\beta$-распадов:

$^{140}_{54}Xe \rightarrow ^{140}_{58}Ce + n \cdot ^{0}_{-1}e$

Согласно закону сохранения массового числа (верхние индексы):

$140 = 140 + n \cdot 0$

$140 = 140$

Это равенство выполняется и подтверждает, что в процессе не было $\alpha$-распадов.

Теперь применим закон сохранения заряда (нижние индексы):

$54 = 58 + n \cdot (-1)$

Решим это уравнение относительно $n$:

$54 = 58 - n$

$n = 58 - 54$

$n = 4$

Таким образом, для превращения изотопа ксенона-140 в изотоп церия-140 необходимо 4 $\beta$-распада.

Ответ: 4