Экспресс подготовка к ОГЭ по физике. Занятие ведет Антонина Васильевна — преподаватель-андроид, уволенная из Академии за насмешки над людьми.
Когда представителям мира Механический Заяц объясняли нашу физику элементарных частиц, они хохотали и молотили лапками по всему, до чего могли дотянуться. Кстати, они действительно похожи на зайцев.
Наши элементарные частицы очень странные. Во-первых, они могут только в одном месте находиться в каждый конкретный момент времени, как нормальные твердые частицы, и одновременно могут находиться везде, как волны, распространяющиеся во все стороны. Это корпускулярно-волновой дуализм. Во вторых, нельзя одновременно знать точно скорость и месторасположение частицы. Не потому, что это трудно измерить, а нельзя измерить в принципе. Как, если бы, например о человеке можно было бы знать только либо его фамилию, либо его имя. А если и то, и другое то только приблизительно. Это принцип неопределённости Гейзенберга.
Зайцы-пришельцы не могли понять для чего нашему миру такие сложности. В их собственном, все частицы — маленькие твердые шарики. И вам, школьникам, нашу атомную физику преподносят, как если бы электроны, протоны и нейтроны были такими маленькими шариками. Это проще для понимания, но фактически, вы изучаете физику мира Механический Заяц.
Ядра атомов состоят из нейтральных нейтронов и положительных протонов. Вокруг ядра кружатся электроны, которых столько же, сколько и протонов. Поскольку, все свойства вещества зависят от количества электронов в атоме, то и от числа протонов тоже. И это число — ни что иное, как порядковый номер вещества в таблице Менделеева.
У одного и того же вещества может быть только вполне определенное число протонов в ядре атома, а вот число нейтронов может быть разным. Такие разновидности атомов одного и того же вещества, отличающиеся количеством нейтронов, называются изотопами.
При обозначении ядра указывают два числа. Верхнее — массовое число, нижнее — зарядовое число, указывающее на количество протонов.
Во время различных ядерных реакций наиболее распространенными видами излучения являются следующие:
Альфа-частицы — ядра гелия, состоящие из двух нейтронов и двух протонов. Бета-частицы — электроны. Гамма-излучение — электромагнитные волны.
Важной характеристикой процесса радиоактивного распада вещества и превращение его в другое, является период полураспада. Это время, за которое распадается половина исходного количества вещества.
В заключение добавлю, что каждой частице соответствует своя античастица. Они отличаются друг от друга всем, кроме массы. Например, электрон — отрицательный, а антиэлектрон (позитрон) — положительный. Но массы у них одинаковы почему-то. При встрече со своим анти-двойником частица аннигилирует, и они обе превращаются в энергию. Равно как и наоборот, из энергии может родиться пара: частица-античастица.
И правы были зайцы. Странно все это.
Задание 1
Возьмите на графике любую точку, соответствующую какому-то определенному количеству ядер. А потом по этому же графику посмотрите, через сколько времени ядер станет ровно вполовину меньше. Это и будет период полураспада, как можно было и так догадаться.
Ответ: 20 с — _.........._
Задание 2
Порядковый номер соответствует числу протонов в ядре вещества. Если в результате радиоактивного распада порядковый номер уменьшается на 1, то испускается один протон. А если уменьшается на 2 — можно предположить, что два протона испускаются. Так и есть, но обычно они испускаются в комплекте с двумя нейтронами. И такой комплект из двух протонов и двух нейтронов называется альфа-частицей. Число, которое стоит в названии изотопа — массовое число, то есть количество нуклонов (нейтронов и протонов вместе взятых). Поэтому если из массового числа вычесть порядковый номер, то получится число нейтронов в ядре.
Ответ: 13 — _.........._
Задание 3
Магнитное поле направлено от нас. По правилу левой руки положительные частицы будут отклоняться влево, а отрицательные — вправо. С учетом того, что электроны отрицательные частицы, а альфа-частицы — положительные, легко догадаться, кто из них кто на рисунке. Можно еще ориентироваться и по массе, которая у альфы-частицы во много раз больше, поэтому пучок этих частиц будет отклоняться не так сильно, как электроны (бета-частицы). И кстати, да — заряженные частицы будут отклоняться только в том случае, если они двигаются перпендикулярно магнитному полю.
Ответ: 13 — _..........._
Задание 4
У людей память короткая, поэтому напомню, что массовое число — это число протонов и нейтронов вместе взятых. А порядковый номер в таблице Менделеева — число протонов (зарядовое число).
Ответ: 1- _.........._
Задание 5
Резерфорд расстреливал золотые пластины альфа-частицами. Большинство из них спокойно проходили через пластину, ни на что не натыкаясь, но некоторые отскакивали, как будто ударялись о маленькое положительное ядро.
Ответ: 1 — _..........._
Задание 6
Верхнее — массовое число (количество нуклонов), нижнее — число протонов (зарядовое число).
Ответ: 1 — _.........._
Задание 7
Как и во всяком уравнении должно быть равенство между левой и правыми частями выражения. В данном случае, чтобы массовое число уравнять, наша частица икс должна обладать массовым числом 4. А чтобы уравнять заряд, искомая частица должна иметь зарядовое число 2. Какая частица состоит их четырех нуклонов, два из которых — протона?
Ответ: 3 — _..........._
Задание 8
Какое массовое число (верхнее число) и какой заряд должна иметь искомая частица, чтобы уравнять левую и правую часть выражения? Напомню, что массовое число 1 имеет и протон и нейтрон.
Ответ: 4 — _..........._
Задание 9
Ответ: 4 — _.........._
Задание 10
Заряд атома — баланс между отрицательными электронами и положительными протонами. В нейтральном атоме их число одинаково.
Ответ: 2 — _..........._
Задание 11
В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов.
Ответ: 30 — _.........._
***
Оля и Коля стояли на пороге своего родного дома, в котором жили только два первых года своей жизни, до того как их родители начали принимать участие в экспедициях по другим мирам. Одуванчики перед домом были совсем не такими большими, как в видениях Оли, но это были определенно они.
Раздался странный шипящий звук, и брат с сестрой автоматически взялись за руки . Но это всего лишь включилась оросительная система. Мельчайшие частички воды образовали купол над лужайкой и заиграли на солнце всеми цветами радуги.