ФИПИ тапсырмаларының шешімдері ОГЭ по физикаға: «Кванттық және ядролық физика» — жауаптарымен

Массовое число после альфа-распада

Каково массовое число ядра свинца, полученного в результате $\alpha$-распада изотопа полония $^{210}_{84}\mathrm{Po}$?

1. 1
   При альфа-распаде из ядра испускается частица $^{4}_{2}\mathrm{He}$, поэтому массовое число исходного ядра уменьшается на $4$.$$A_{\mathrm{Pb}} = A_{\mathrm{Po}} - 4$$
2. 2
   Подставим массовое число изотопа полония:$$A_{\mathrm{Pb}} = 210 - 4 = 206$$

Число протонов в изотопе

Сколько протонов содержит ядро изотопа углерода $^{15}_{6}\mathrm{C}$?

1. 1
   В записи изотопа $^{A}_{Z}\mathrm{X}$ нижний индекс $Z$ показывает порядковый номер элемента и число протонов в ядре.$$Z = 6$$
2. 2
   Следовательно, ядро изотопа углерода содержит 6 протонов.$$N_{p} = 6$$

Период полураспада изотопа

На рисунке показан график изменения массы находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Определите период полураспада этого изотопа.

1. 1
   За один период полураспада масса радиоактивного вещества уменьшается в два раза.$$m = \dfrac{m_0}{2}$$
2. 2
   По графику начальная масса изотопа равна $3$ мг. Половина этой массы составляет $1{,}5$ мг.

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Массовое число при β-распаде

Радиоактивный изотоп висмута $^{214}_{83}\mathrm{Bi}$ испытывает $\beta^-$-распад. Чему равно массовое число ядра, полученного в результате этого распада?

1. 1
   При $\beta^-$-распаде один нейтрон превращается в протон, испуская электрон. Общее число нуклонов в ядре сохраняется.$$A' = A$$
2. 2
   Следовательно, массовое число дочернего ядра равно массовому числу исходного изотопа висмута.$$A' = 214$$

Число нейтронов в реакции

Сколько нейтронов образуется после захвата ядром урана бір нейтрона в реакции…

1. 1
   По закону сохранения массового числа сумма массовых чисел частиц до реакции равна сумме массовых чисел частиц после реакции.$$1 + 235 = 141 + 92 + x$$
2. 2
   Находим число образовавшихся нейтронов:$$x = 236 - 233 = 3$$

Зарядовое число частицы

Каково зарядовое число частицы $X$, которая испускается в результате реакции ${}^{19}_{9}\mathrm{F} + {}^{1}_{1}\mathrm{p} = {}^{16}_{8}\mathrm{O} + X$?

1. 1
   По закону сохранения зарядового числа сумма зарядовых чисел частиц слева равна сумме зарядовых чисел частиц справа.$$9 + 1 = 8 + Z_X$$
2. 2
   Выразим зарядовое число частицы $X$ и вычислим его.$$Z_X = 9 + 1 - 8 = 2$$

Число электронов атома углерода

Сколько электронов содержит нейтральный атом углерода ${}^{15}_{6}\mathrm{C}$?

1. 1
   Для нейтрального атома число электронов равно числу протонов.$$N_e = Z$$
2. 2
   Зарядовое число углерода указано нижним индексом и равно 6.$$N_e = 6$$

Массовое число при альфа-распаде

В результате $\alpha$-распада ядра тория получилось ядро радия $^{226}_{88}\mathrm{Ra}$. Чему было равно массовое число исходного изотопа тория?

1. 1
   При альфа-распаде ядро испускает альфа-частицу $^{4}_{2}\mathrm{He}$, поэтому массовое число дочернего ядра на 4 меньше массового числа исходного.$$A_{\text{доч}} = A_{\text{исх}} - 4$$
2. 2
   Для получившегося ядра радия массовое число равно 226. Следовательно, массовое число исходного ядра тория:$$A_{\text{исх}} = 226 + 4 = 230$$

Число протонов изотопа

Сколько протонов содержит ядро изотопа кислорода $^{15}_{8}\mathrm{O}$?

1. 1
   В записи изотопа $^{A}_{Z}\mathrm{X}$ нижний индекс $Z$ обозначает зарядовое число, то есть число протонов в ядре.$$Z = 8$$
2. 2
   Для изотопа кислорода $^{15}_{8}\mathrm{O}$ число протонов равно 8.$$N_p = Z = 8$$

Зарядовое число после β-распада

Радиоактивный изотоп висмута $^{214}_{83}\mathrm{Bi}$ испытывает $\beta^-$-распад. Чему равно зарядовое число ядра, полученного в результате этого распада?

1. 1
   При $\beta^-$-распаде один нейтрон превращается в протон, поэтому зарядовое число ядра увеличивается на единицу.$$Z' = Z + 1$$
2. 2
   Для ядра висмута зарядовое число равно $83$, следовательно:$$Z' = 83 + 1 = 84$$

Период полураспада ядер

На рисунке представлен график изменения количества $N$ радиоактивных ядер с течением времени $t$. Чему равен период полураспада этих радиоактивных ядер?

1. 1
   Начальное количество радиоактивных ядер по графику примерно равно $80 \cdot 10^{17}$.
2. 2
   Половина начального количества составляет $40 \cdot 10^{17}$. По графику это значение достигается при $t = 40$ с.$$T_{1/2} = 40\ \text{с}$$

Период полураспада изотопа

На рисунке представлен график изменения числа ядер находящегося в пробирке радиоактивного изотопа с течением времени. Каков период полураспада этого изотопа?

1. 1
   Начальное число ядер по графику равно $4 \cdot 10^{18}$.
2. 2
   Находим момент, когда число ядер стало равным половине начального значения: $2 \cdot 10^{18}$. По графику это происходит через $2$ месяца.$$T_{1/2} = 2\ \text{мес}$$

Число протонов в ядре

Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, определите, сколько протонов содержит ядро азота с массовым числом 15.

1. 1
   Число протонов в ядре атома равно порядковому нөміріне элемента в Периодической системе.$$Z = 7$$
2. 2
   Массовое число 15 характеризует изотоп азота и не изменяет число протонов.$$N_p = Z = 7$$

Число нуклонов в ядре

Известно, что нейтральный атом изотопа X содержит 5 электронов, а в атомном ядре содержится 6 нейтронов. Сколько нуклонов содержится в ядре этого изотопа?

1. 1
   Так как атом нейтральный, число протонов в его ядре равно числу электронов: 5.$$Z = 5$$
2. 2
   Число нуклонов равно сумме протонов и нейтронов.$$A = Z + N = 5 + 6 = 11$$

Массовое число при β⁻-распаде

Радиоактивный изотоп натрия $^{22}_{11}\mathrm{Na}$ испытывает $\beta^-$-распад. Чему равно массовое число ядра, полученного в результате этого распада?

1. 1
   При $\beta^-$-распаде один нейтрон превращается в протон. Общее число нуклонов в ядре при этом сохраняется.$$A=\text{const}$$
2. 2
   Массовое число исходного ядра натрия равно $22$, поэтому массовое число полученного ядра также равно $22$.$$A_{\text{доч.}}=A_{\text{исх.}}=22$$

Порядковый нөмір изотопа

Известно, что нейтральный атом изотопа $X$ содержит 30 электронов, а в атомном ядре содержится 36 нейтронов. Каков порядковый номер элемента $X$ в Периодической системе химических элементов Д. И…

1. 1
   В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов.$$N_e = N_p$$
2. 2
   Порядковый номер элемента в Периодической системе равен числу протонов в ядре. Так как атом содержит 30 электронов, число протонов также равно 30.$$Z = N_p = N_e = 30$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Массовое число изотопа

Элемент резерфордий можно получить при бомбардировке ядер изотопа $X$ ядрами изотопа титана $^{50}_{22}\mathrm{Ti}$ в соответствии с реакцией…

1. 1
   По закону сохранения массового числа сумма массовых чисел исходных ядер равна сумме массовых чисел продуктов реакции.$$A_X + 50 = 255 + 3 \cdot 1$$
2. 2
   Находим массовое число изотопа $X$:$$A_X = 255 + 3 - 50 = 208$$

Электроны нейтрального атома

В ядре изотопа с массовым числом $A = 58$ содержится 32 нейтрона. Сколько электронов содержит нейтральный атом этого изотопа?

1. 1
   Массовое число равно сумме числа протонов и числа нейтронов.$$A = Z + N$$
2. 2
   Найдём число протонов в ядре:$$Z = A - N = 58 - 32 = 26$$

Ещё 1 қадам — толық шешімде

Число нейтронов кальция

Сколько нейтронов содержит ядро изотопа кальция $^{44}_{20}\mathrm{Ca}$?

1. 1
   В записи изотопа $^{44}_{20}\mathrm{Ca}$ массовое число равно $A = 44$, а зарядовое число — $Z = 20$.$$A = 44,\quad Z = 20$$
2. 2
   Число нейтронов равно разности массового и зарядового чисел.$$N = A - Z = 44 - 20 = 24$$

Электроны в атоме неона

Сколько электронов содержит нейтральный атом изотопа неона $^{24}_{10}\mathrm{Ne}$?

1. 1
   Для нейтрального атома число электронов равно числу протонов, то есть порядковому нөміріне элемента.$$N_e = Z$$
2. 2
   У неона порядковый нөмір $Z = 10$.$$N_e = 10$$