Номер 2, страница 277 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 56. Радиоактивность. Модели атомов. Ответь на вопросы - номер 2, страница 277.

Условие.

2. Расскажите, как проводился опыт, схема которого изображена на рисунке 201. Что выяснилось в результате этого опыта?

Решение.

Решение 2.

Поскольку изображение опыта (рисунок 201) не предоставлено, будем исходить из предположения, что на нём изображена схема классического опыта по исследованию состава радиоактивного излучения в магнитном поле, который был поставлен Э. Резерфордом.

Как проводился опыт:

Радиоактивный препарат (например, соль радия) помещали на дно узкого канала в куске свинца. Свинец поглощает излучение, поэтому из канала выходил узконаправленный пучок излучения. Этот пучок попадал в пространство между полюсами сильного электромагнита, где создавалось однородное магнитное поле, перпендикулярное пучку. На выходе из магнита располагалась фотопластинка, которая регистрировала частицы, попадающие на неё. Вся установка находилась в вакууме, чтобы исключить взаимодействие излучения с молекулами воздуха.

Что выяснилось в результате этого опыта:

После проявления фотопластинки было обнаружено три пятна вместо одного. Это означало, что исходный пучок излучения разделился в магнитном поле на три составляющие.

1. Одна составляющая отклонялась магнитным полем. По правилу левой руки было определено, что эти частицы заряжены положительно. Их назвали альфа-частицами ($\alpha$-частицы).

2. Вторая составляющая отклонялась в противоположную сторону и на гораздо больший угол. Это указывало на то, что частицы имеют отрицательный заряд и/или значительно меньшую массу (или больший заряд) по сравнению с альфа-частицами. Их назвали бета-частицами ($\beta$-частицы).

3. Третья составляющая не изменяла своего направления, то есть не отклонялась магнитным полем. Это означало, что она электрически нейтральна. Эту компоненту назвали гамма-излучением ($\gamma$-лучи).

Таким образом, опыт показал, что явление радиоактивности представляет собой не один, а несколько разных процессов, и что радиоактивное излучение имеет сложный состав.

Ответ: В ходе опыта пучок излучения от радиоактивного источника пропускался через сильное магнитное поле, в результате чего было обнаружено, что он разделяется на три компонента: положительно заряженные $\alpha$-частицы, отрицательно заряженные $\beta$-частицы и нейтральные $\gamma$-лучи. Это доказало сложный состав радиоактивного излучения.

3. Явление радиоактивности, то есть способность атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных частиц, свидетельствует о следующем:

1. Атомы и, в частности, их ядра имеют сложную структуру. До открытия радиоактивности атом считался неделимой частицей. Возможность испускания из него других частиц (таких как $\alpha$- и $\beta$-частицы) неопровержимо доказала, что атом делим и состоит из более мелких составляющих.

2. Возможно превращение одних химических элементов в другие. При радиоактивном распаде изменяется количество протонов в ядре, что означает изменение заряда ядра ($Z$) и, следовательно, превращение атома одного элемента в атом другого. Например, при $\alpha$-распаде ядро урана ($^{238}_{92}\text{U}$) превращается в ядро тория ($^{234}_{90}\text{Th}$): $ ^{238}_{92}\text{U} \rightarrow ^{234}_{90}\text{Th} + ^4_2\text{He} $.

3. Внутри атомных ядер заключены колоссальные запасы энергии. Частицы, испускаемые при радиоактивном распаде, обладают очень большой кинетической энергией. Эта энергия на много порядков превосходит энергию, выделяемую в ходе химических реакций. Это указывает на существование внутриядерных сил (сильного взаимодействия), которые удерживают частицы в ядре и являются источником этой огромной энергии.

Ответ: Явление радиоактивности свидетельствует о сложном строении атома и его ядра, о возможности превращения одних химических элементов в другие и о наличии огромных запасов энергии внутри атомных ядер.