Номер 1713, страница 310 - гдз по физике 9-11 класс сборник задач Капельян, Аксенович

Дано:

Реакция взаимодействия ядра изотопа бора $_5^{11}\text{B}$ с протоном $_1^1\text{p}$.

В результате реакции образуются три одинаковые частицы.

Найти:

1. Определить, какие частицы образовались в результате реакции.

2. Написать уравнение реакции.

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции в общем виде. Пусть неизвестная частица, образующаяся в количестве трех штук, имеет массовое число $A$ и зарядовое число $Z$. Обозначим ее как $_Z^A\text{X}$.

Тогда уравнение реакции выглядит так:

$_5^{11}\text{B} + _1^1\text{p} \rightarrow 3 \cdot _Z^A\text{X}$

При ядерных реакциях выполняются законы сохранения массового числа и электрического заряда. Это означает, что суммы массовых чисел и зарядовых чисел реагентов (в левой части уравнения) должны быть равны соответствующим суммам для продуктов реакции (в правой части уравнения).

Применим закон сохранения массового числа (числа нуклонов):

$11 + 1 = 3 \cdot A$

$12 = 3A$

$A = \frac{12}{3} = 4$

Таким образом, массовое число каждой из трех образовавшихся частиц равно 4.

Применим закон сохранения электрического заряда (числа протонов):

$5 + 1 = 3 \cdot Z$

$6 = 3Z$

$Z = \frac{6}{3} = 2$

Зарядовое число каждой частицы равно 2.

Частица, у которой массовое число $A=4$ и зарядовое число $Z=2$, является ядром атома гелия, также известным как альфа-частица ($_2^4\text{He}$).

Следовательно, в результате реакции образуются три альфа-частицы. На рисунке в камере Вильсона показаны три толстых, прямых трека, расходящиеся из одной точки. Такие треки характерны для тяжелых, сильно ионизирующих частиц, какими и являются альфа-частицы.

Теперь можно записать итоговое уравнение ядерной реакции:

$_5^{11}\text{B} + _1^1\text{p} \rightarrow 3 \cdot _2^4\text{He}$

Ответ: В результате реакции образуются три альфа-частицы (ядра атома гелия $_2^4\text{He}$). Уравнение реакции: $_5^{11}\text{B} + _1^1\text{p} \rightarrow 3 \cdot _2^4\text{He}$.