Номер 7, страница 284 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 58. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада. Ответь на вопросы - номер 7, страница 284.

Условие.

7. Что называют периодом полураспада? Что характеризует эта физическая величина?

Решение.

Решение 2.

Что такое радиоактивность?

Радиоактивность — это явление самопроизвольного (спонтанного) превращения неустойчивых атомных ядер в ядра других химических элементов, которое сопровождается испусканием ионизирующего излучения. Это излучение может состоять из различных частиц.

Данное явление было открыто в 1896 году французским физиком Анри Беккерелем. Позднее его детально исследовали Мария Склодовская-Кюри, Пьер Кюри, Эрнест Резерфорд и другие ученые.

Основные виды радиоактивного распада и соответствующего излучения:

• Альфа-распад (α-распад): ядро испускает альфа-частицу, которая представляет собой ядро атома гелия ($^4_2\text{He}$). В результате этого процесса массовое число ядра уменьшается на 4, а заряд — на 2, то есть образуется новый химический элемент, смещенный на две клетки к началу таблицы Менделеева.
• Бета-распад (β-распад): ядро испускает бета-частицу (электрон или позитрон). При электронном бета-распаде один из нейтронов ядра превращается в протон, испуская электрон и антинейтрино. Заряд ядра увеличивается на 1, а массовое число не изменяется. Образуется элемент, смещенный на одну клетку к концу таблицы Менделеева.
• Гамма-излучение (γ-излучение): представляет собой поток фотонов высокой энергии. Этот вид излучения обычно сопровождает альфа- и бета-распады, когда дочернее ядро образуется в возбужденном состоянии и переходит в основное, избавляясь от избытка энергии. Заряд и массовое число ядра при этом не изменяются.

Радиоактивный распад отдельного ядра — это случайный, вероятностный процесс. Однако для большого числа одинаковых ядер он подчиняется статистическому закону, который описывается периодом полураспада.

Ответ: Радиоактивность — это способность неустойчивых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра, испуская при этом ионизирующее излучение (альфа-частицы, бета-частицы, гамма-кванты).

7. Что называют периодом полураспада? Что характеризует эта физическая величина?

Периодом полураспада ($T_{1/2}$) называют промежуток времени, в течение которого распадается половина от первоначального числа радиоактивных ядер в данном образце вещества. Это одна из основных характеристик радиоактивного распада.

Эта физическая величина характеризует скорость радиоактивного распада конкретного радионуклида (радиоактивного изотопа).

• Чем меньше период полураспада, тем быстрее происходит распад ядер, то есть тем менее стабильным является изотоп и тем выше его активность.
• Чем больше период полураспада, тем медленнее распадаются ядра, то есть изотоп является более стабильным, а его активность — ниже.

Например, если период полураспада изотопа составляет 10 дней, то через 10 дней из исходного количества ядер $N_0$ останется половина ($N_0/2$), через следующие 10 дней (всего 20) — четверть ($N_0/4$), еще через 10 дней (всего 30) — одна восьмая ($N_0/8$) и так далее. Этот процесс описывается законом радиоактивного распада:

$N(t) = N_0 \cdot 2^{-t/T_{1/2}}$

где $N(t)$ — число нераспавшихся ядер в момент времени $t$, $N_0$ — начальное число ядер, $T_{1/2}$ — период полураспада.

Период полураспада является постоянной величиной для каждого конкретного изотопа и не зависит от внешних условий, таких как температура, давление, химическое состояние вещества. Периоды полураспада разных изотопов могут варьироваться в огромных пределах: от долей секунды до миллиардов лет.

Ответ: Периодом полураспада называют время, за которое распадается половина исходного числа радиоактивных ядер. Эта величина характеризует скорость распада радиоактивного изотопа: чем короче период полураспада, тем быстрее происходит распад и тем менее стабилен изотоп.