Номер 3, страница 230 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 45. Радиоактивность. Состав атомного ядра. Вопросы - номер 3, страница 230.

Условие.

3. Под действием какой силы отклоняются $\alpha$- и $\beta$-лучи? Почему $\gamma$-лучи не испытывают действия этой силы?

Решение.

Под действием какой силы отклоняются α- и β-лучи?

α- (альфа) и β- (бета) лучи представляют собой потоки заряженных частиц. Альфа-лучи — это поток положительно заряженных ядер гелия ($ _{2}^{4}He^{2+} $), а бета-лучи — это поток отрицательно заряженных электронов ($ e^{-} $). Когда заряженная частица движется в магнитном или электрическом поле, на нее действует электромагнитная сила.

В магнитном поле эта сила называется силой Лоренца. Она действует только на движущиеся заряды и заставляет их отклоняться. Величина силы Лоренца определяется формулой $ F_Л = |q|vB\sin\alpha $, где $ q $ — заряд частицы, $ v $ — её скорость, $ B $ — индукция магнитного поля, а $ \alpha $ — угол между векторами скорости и магнитной индукции. Так как заряды α- и β-частиц имеют разные знаки, они отклоняются в противоположные стороны.

В электрическом поле на эти частицы действует кулоновская (электрическая) сила $ \vec{F}_Э = q\vec{E} $. Она также вызывает отклонение частиц. Положительно заряженные α-частицы отклоняются по направлению вектора напряженности поля (к отрицательному полюсу), а отрицательно заряженные β-частицы — в противоположном направлении (к положительному полюсу).

Почему γ-лучи не испытывают действия этой силы?

В отличие от α- и β-лучей, γ- (гамма) лучи являются потоком электромагнитных волн высокой энергии, то есть состоят из фотонов. Фотоны — это электрически нейтральные частицы, их заряд равен нулю ($ q=0 $).

Поскольку как сила Лоренца, так и кулоновская сила действуют только на электрически заряженные объекты (их величина прямо пропорциональна заряду $ q $), они не оказывают никакого влияния на нейтральные γ-кванты. Поэтому γ-лучи не изменяют направления своего движения в электрических и магнитных полях.

Ответ: α- и β-лучи отклоняются под действием электромагнитной силы (силы Лоренца в магнитном поле и кулоновской силы в электрическом), поскольку они являются потоками заряженных частиц. γ-лучи не испытывают действия этой силы и не отклоняются, так как они представляют собой поток электрически нейтральных частиц — фотонов.