1. В чём заключается явление радиоактивности? Как была обнаружена естественная радиоактивность?
Радиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно распадаться, испуская различные виды излучений. Это явление сопровождается выделением энергии и превращением одного элемента в другой. Естественная радиоактивность была открыта в 1896 году Анри Беккерелем, когда он заметил, что урановые соли испускают невидимые лучи, способные засвечивать фотопластинки даже без внешнего освещения.
2. Какие виды радиоактивных излучений вам известны?
Существует три основных вида радиоактивных излучений:
Альфа-излучение (α) — поток положительно заряженных частиц (ядра гелия), имеет небольшую проникающую способность и легко задерживается бумагой. Бета-излучение (β) — поток электронов или позитронов, имеет среднюю проникающую способность, задерживается листом алюминия. Гамма-излучение (γ) — электромагнитные волны высокой энергии, обладает высокой проникающей способностью, ослабляется лишь толстыми слоями свинца или бетона.
3. В чём состоит опыт Резерфорда по бомбардировке атомов азота а-частицами?
В опытах Резерфорда альфа-частицы (ядра гелия) направлялись на атомы азота. В результате некоторых столкновений ядро азота превращалось в ядро кислорода, а при этом выделялся протон. Этот эксперимент подтвердил, что атомы могут изменять свою структуру под действием ядерных реакций, а также подтвердил существование протонов в составе атомных ядер.
4. Сравните основные характеристики протона и нейтрона.
Протон:
Имеет положительный заряд (+1e). Масса примерно 1,67 × 10⁻²⁷ кг. Находится в ядре атома. Нейтрон:
Не имеет электрического заряда (нейтрален). Масса примерно 1,675 × 10⁻²⁷ кг (немного больше, чем у протона). Также находится в ядре атома.
5. В чём состоит протонно-нейтронная модель ядра?
Согласно этой модели, ядро атома состоит из протонов и нейтронов, которые удерживаются вместе ядерными силами. Протоны обеспечивают положительный заряд ядра, а нейтроны помогают стабилизировать его, уменьшая электростатическое отталкивание между протонами.
6. Как можно с помощью таблицы Д. И, Менделеева определить зарядовое число Z число нейтронов в ядре N, массовое число А?
Зарядовое число Z — это порядковый номер элемента в таблице Менделеева, который соответствует числу протонов в ядре. Массовое число A — это сумма числа протонов (Z) и числа нейтронов (N): A = Z + N. Число нейтронов N можно найти, вычитая из массового числа число протонов: N = A - Z.
1. На рисунке 163 изображены треки двух частиц в камере Вильсона. Линии магнитной индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости чертежа и направлены за рисунок. Определите знак заряда этих частиц. Одинаковы ли их массы? Почему? В каком направлении движутся частицы?
В камере Вильсона заряженные частицы двигаются по криволинейным траекториям в магнитном поле. Согласно правилу левой руки, если линии магнитной индукции направлены за плоскость рисунка, то:
Частицы с положительным зарядом будут отклоняться в одну сторону. Частицы с отрицательным зарядом — в противоположную. Если радиусы их траекторий различны, это означает, что массы частиц тоже разные. Частица с большей массой будет двигаться по более пологой траектории, а с меньшей массой — по более крутой. Направление движения можно определить по тому, в какую сторону закругляется траектория.
2. Определите число нейтронов в ядрах следующих атомов: 23 11Na; 19 9F; 247 96Cm
Число нейтронов (N) вычисляется по формуле: N = A - Z, где A — массовое число, Z — зарядовое число (число протонов).
Натрий (23 11Na): 23 - 11 = 12 нейтронов. Фтор (19 9F): 19 - 9 = 10 нейтронов. Кюрий (247 96Cm): 247 - 96 = 151 нейтрон.
3. Определите, используя таблицу Д. И. Менделеева, число протонов и число нейтронов а ядрах атомов: лития, аргона, серебра и цезия. Ядро какого химического элемента имеет 10 протонов и 10 нейтронов?
Литий (Li): Z = 3, A ≈ 7 → нейтронов N = 7 - 3 = 4. Аргон (Ar): Z = 18, A ≈ 40 → нейтронов N = 40 - 18 = 22. Серебро (Ag): Z = 47, A ≈ 108 → нейтронов N = 108 - 47 = 61. Цезий (Cs): Z = 55, A ≈ 133 → нейтронов N = 133 - 55 = 78. Ядро элемента с 10 протонами и 10 нейтронами — это неон (Ne), так как его массовое число A = 10 + 10 = 20.
4. Как изменится массовое число химического элемента при выбивании из его ядра протона?
Массовое число (A) уменьшится на 1, так как оно равно сумме числа протонов и нейтронов, а при выбивании протона уменьшается число частиц в ядре.