Номер 2, страница 89 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Контрольная работа № 4. Вариант 2 - номер 2, страница 89.

Условие.

2. На рисунке 118 изображена схема опыта Резерфорда по определению состава радиоактивного излучения. Какой цифре на рисунке соответствуют $\alpha$-, $\beta$- и $\gamma$-излучения?

Рис. 118

Решение.

На рисунке показано разделение радиоактивного излучения в магнитном поле. Магнитное поле, в которое помещён источник, однородно и направлено перпендикулярно плоскости рисунка, на наблюдателя (обозначено точками). На движущиеся в магнитном поле заряженные частицы действует сила Лоренца, которая искривляет их траекторию. Частицы, не имеющие заряда, не отклоняются.

γ-излучение

Гамма-излучение (γ-кванты) является электромагнитным излучением и не имеет электрического заряда ($q=0$). Поэтому в магнитном поле гамма-кванты не отклоняются и продолжают движение по прямой. На рисунке этой ситуации соответствует траектория 2.
Ответ: γ-излучению соответствует цифра 2.

β-излучение

Бета-излучение (β-частицы) представляет собой поток электронов, которые имеют отрицательный заряд ($q<0$). Направление силы Лоренца, действующей на них, можно определить по правилу левой руки. Если расположить левую руку так, чтобы вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь, а четыре вытянутых пальца были направлены по скорости частицы $\vec{v}$ (вверх), то для положительного заряда отогнутый большой палец указал бы направление силы (вправо). Поскольку заряд β-частицы отрицательный, сила Лоренца направлена в противоположную сторону — влево. Этому направлению отклонения соответствует траектория 1.
Ответ: β-излучению соответствует цифра 1.

α-излучение

Альфа-излучение (α-частицы) — это поток ядер гелия, имеющих положительный заряд ($q>0$). Согласно правилу левой руки, сила Лоренца будет отклонять их вправо. Этому направлению соответствует траектория 3. Также на рисунке видно, что радиус кривизны траектории 3 больше, чем у траектории 1. Радиус траектории заряженной частицы в магнитном поле определяется по формуле $R = \frac{mv}{|q|B}$. α-частицы значительно массивнее β-частиц и обычно обладают большим импульсом ($\text{mv}$), что и приводит к большему радиусу кривизны их траектории, несмотря на больший заряд ($|q_\alpha| = 2e$ против $|q_\beta| = e$).
Ответ: α-излучению соответствует цифра 3.