Номер 1, страница 292 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Параграф 60. Открытие протона и нейтрона. Ответь на вопросы - номер 1, страница 292.

Условие.

1. Какой вывод был сделан на основании фотографии треков частиц в камере Вильсона (см. рис. 207)?

Решение.

Решение 2.

Какой вывод был сделан на основании фотографии треков частиц в камере Вильсона (см. рис. 207)?

На основании фотографии треков частиц, полученной в 1932 году американским физиком Карлом Андерсоном с помощью камеры Вильсона, помещенной в сильное магнитное поле, был сделан вывод об открытии новой элементарной частицы — позитрона.

На хрестоматийной фотографии (предположительно рис. 207) был зафиксирован трек частицы из космических лучей, которая прошла через свинцовую пластину, установленную поперек камеры. Анализ этого трека позволил сделать ряд ключевых заключений.

Во-первых, по изменению кривизны трека до и после пластины было определено направление движения частицы. Проходя через свинец, частица теряла энергию и скорость, что приводило к уменьшению радиуса кривизны ее траектории в магнитном поле. Радиус кривизны $R$ связан с импульсом частицы $p$ и ее зарядом $q$ соотношением $R = \frac{p}{|q|B}$, где $B$ — индукция магнитного поля. Уменьшение скорости, а следовательно и импульса, ведет к уменьшению радиуса. Это позволило установить, что частица двигалась снизу вверх.

Во-вторых, зная направление движения частицы и направление магнитного поля, по направлению изгиба трека (с помощью правила левой руки для положительного заряда или правой для отрицательного) был определен знак заряда частицы. Он оказался положительным.

В-третьих, толщина трека (плотность ионизации, создаваемой частицей) была такой же, как у треков электронов, и значительно меньше, чем у треков протонов. Это указывало на то, что масса частицы была близка к массе электрона.

Таким образом, совокупность данных указывала на существование частицы, обладающей массой электрона, но имеющей положительный электрический заряд, равный по модулю заряду электрона. Эту частицу назвали позитроном ($e^+$). Это было экспериментальное открытие первой известной античастицы, существование которой было теоретически предсказано Полем Дираком в 1928 году.

Ответ: На основании анализа трека частицы в камере Вильсона был сделан вывод о существовании новой элементарной частицы — позитрона, который является античастицей электрона (имеет ту же массу, что и электрон, но противоположный по знаку электрический заряд).

2. Как иначе называют и каким символом обозначают электрон-позитронную пару?

Связанное состояние, состоящее из электрона ($e^−$) и его античастицы — позитрона ($e^+$), называют позитронием. Позитроний можно рассматривать как экзотический атом, в котором роль протона (ядра) выполняет позитрон, вокруг которого вращается электрон.

Позитроний является нестабильной системой. В зависимости от взаимной ориентации спинов электрона и позитрона, он за очень короткое время (от $10^{-10}$ до $10^{-7}$ с) аннигилирует, то есть электрон и позитрон взаимоуничтожаются с испусканием двух или трех гамма-квантов (фотонов высокой энергии).

Для обозначения позитрония используется химический символ Ps.

Ответ: Связанное состояние электрон-позитронной пары называют позитронием и обозначают символом Ps.