tej samej liczbie neutronów i różnych Z

Czas połowicznego rozpadu to czas, w którym

rozpada się połowa jąder izotopu w próbce

rozpadają się wszystkie jądra

masa próbki rośnie dwukrotnie

jądro rozpada się na dwie równe części

Deficyt masy jądra to

różnica między sumą mas nukleonów a masą jądra

masa wszystkich neutronów w jądrze

różnica mas neutronu i protonu

Energia wiązania jądra to energia

potrzebna do rozdzielenia jądra na swobodne nukleony

potrzebna do oderwania elektronu od atomu

wydzielana w każdym rozpadzie α

Co powstaje przy rozszczepieniu jądra ²³⁵U po pochłonięciu neutronu?

dwa lżejsze jądra i 2–3 neutrony

Dlaczego promieniowanie jonizujące jest niebezpieczne dla komórek?

Jonizuje atomy i cząsteczki, w tym DNA

Od czego zależą skutki działania promieniowania na organizm?

Od dawki, rodzaju promieniowania i czasu narażenia

Który przykład NIE jest zastosowaniem promieniotwórczości?

przesyłanie danych światłowodem

datowanie szczątków węglem ¹⁴C

Jądro atomowe – powtórka do sprawdzianu

ogarniam.edu.pl · Fizyka · klasa 3 LOściąga z działu · próbny test: ogarniam.edu.pl/lo/3/fizyka/powtorka/jadro-atomowe/

Sprawdzian albo kartkówka z działu „Jądro atomowe”? Przeczytaj ściągę, rozwiąż próbny test (18 pytań z odpowiedziami), a potem sprawdź się w teście z wynikiem i oceną.

✎Ściąga z działu

Izotopy i promieniowanie jądrowe

N = A − Z. Liczba Z decyduje o tym, jaki to pierwiastek. Izotopy mają to samo Z, ale różne A (różnią się liczbą neutronów).
Oznaczenia: Z — liczba atomowa (liczba protonów, czyli ładunek jądra w jednostkach e); A — liczba masowa (liczba nukleonów: protonów i neutronów); N — liczba neutronów.
Rozpad α: jądro wysyła cząstkę α (jądro ⁴₂He); A maleje o 4, Z o 2. Np. ²³⁸₉₂U → ²³⁴₉₀Th + ⁴₂He.

Czas połowicznego rozpadu

Po czasie t = k · T½ zostaje N = N₀ przez 2^k jąder: po 1 T½ – 1 przez 2, po 2 T½ – 1 przez 4, po 3 T½ – 1 przez 8.
Czas połowicznego rozpadu T½ to czas, w którym rozpada się połowa jąder danego izotopu obecnych w próbce. To cecha izotopu: nie zależy od masy próbki, temperatury, ciśnienia ani od tego, w jakim związku chemicznym jest pierwiastek.
Oznaczenia: N₀ — początkowa liczba jąder (albo masa izotopu); N — liczba jąder, które jeszcze się nie rozpadły; t — czas [s, dni, lata]; T½ — czas połowicznego rozpadu (w tej samej jednostce co t); k = t przez T½ — liczba czasów połowicznych (w zadaniach podstawowych całkowita).

Deficyt masy i energia wiązania

E₀ = m · c², Δm = Z · m_p + N · m_n − m_j, E_w = Δm · c².
Oznaczenia: E₀ — energia spoczynkowa [J]; m — masa [kg]; c — prędkość światła w próżni, c = 3,00·10⁸ m/s; Δm — deficyt masy [kg lub u]; Z, N — liczby protonów i neutronów; m_p, m_n, m_j — masy protonu, neutronu i jądra; E_w — energia wiązania [J lub MeV].
Energia wiązania to energia, którą trzeba dostarczyć, aby rozdzielić jądro na swobodne nukleony. Tyle samo energii wydzieliło się przy tworzeniu jądra, dlatego jego masa jest mniejsza o Δm = E_w przez c².

Rozszczepienie, synteza i energia gwiazd

Reakcja łańcuchowa trwa, gdy średnio co najmniej jeden neutron z każdego rozszczepienia wywoła następne rozszczepienie.
Źródłem energii gwiazd, także Słońca, jest synteza wodoru w hel.
Rozszczepienie to podział ciężkiego jądra (np. ²³⁵U) po pochłonięciu neutronu na dwa lżejsze jądra. Uwalniają się przy tym 2–3 neutrony i ok. 200 MeV energii, głównie jako energia kinetyczna fragmentów, która zamienia się w ciepło.

Promieniowanie jonizujące a organizm

Ochrona przed promieniowaniem: krótki czas przebywania przy źródle, duża odległość i osłony.
Promieniowanie jonizujące (α, β, γ, rentgenowskie, neutrony) ma tyle energii, że odrywa elektrony od atomów, czyli je jonizuje. W komórce uszkadza ważne cząsteczki, w tym DNA.
α słabo przenika (zatrzyma je kartka lub naskórek), ale jest bardzo groźne, gdy źródło dostanie się do organizmu (wdychanie, połknięcie), bo całą energię oddaje pobliskim komórkom. β wnika w ciało na kilka milimetrów, a γ i promieniowanie rentgenowskie przenikają przez całe ciało.

Fizyka współczesna – treści fakultatywne

Zasada działania: rozszczepienie w reaktorze wydziela ciepło → woda zamienia się w parę → para obraca turbinę → turbina napędza prądnicę. Przemiany energii: jądrowa → wewnętrzna → mechaniczna → elektryczna.
Medycyna: radioterapia niszczy komórki nowotworowe, znaczniki promieniotwórcze (np. jod-131 w badaniu tarczycy) pokazują pracę narządów, promieniowanie γ sterylizuje sprzęt.
Datowanie: pomiar zawartości ¹⁴C pozwala określić wiek szczątków organicznych.

?Próbny sprawdzian

Pytania z każdego tematu działu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź z wyjaśnieniem.

Liczba atomowa Z to liczba
1. Aneutronów w jądrze
2. Bnukleonów w jądrze
3. Celektronów walencyjnych
4. Dprotonów w jądrze
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: protonów w jądrze – Z decyduje o pierwiastku: to liczba protonów.
Liczba neutronów w jądrze ¹⁴₆C to
1. A8
2. B6
3. C14
4. D20
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 8 – N = A − Z = 14 − 6 = 8.
Izotopy to jądra o
1. Aróżnym Z i różnym A
2. Btym samym A i różnych Z
3. Ctym samym Z i różnych A
4. Dtej samej liczbie neutronów i różnych Z
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: tym samym Z i różnych A – Izotopy tego samego pierwiastka różnią się tylko liczbą neutronów.
Czas połowicznego rozpadu to czas, w którym
1. Arozpadają się wszystkie jądra
2. Bmasa próbki rośnie dwukrotnie
3. Cjądro rozpada się na dwie równe części
4. Drozpada się połowa jąder izotopu w próbce
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: rozpada się połowa jąder izotopu w próbce – T½ opisuje statystyczne zmniejszanie się liczby jąder.
Z 80 mg izotopu o T½ = 3 dni po 9 dniach zostaje
1. A10 mg
2. B26,7 mg
3. C0 mg
4. D20 mg
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: 10 mg – 9 dni to 3 czasy połowiczne: 80 mg : 2³ = 10 mg.
Izotop ma T½ = 8 dni. Jaka część jąder zostanie po 24 dniach?
1. A1/4
2. B1/8
3. C1/6
4. D1/3
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 1/8 – k = 24/8 = 3, więc zostaje 1/2³ = 1/8.
Deficyt masy jądra to
1. Aróżnica między sumą mas nukleonów a masą jądra
2. Bmasa wszystkich neutronów w jądrze
3. Cmasa elektronów w atomie
4. Dróżnica mas neutronu i protonu
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: różnica między sumą mas nukleonów a masą jądra – Jądro ma mniejszą masę niż suma mas jego swobodnych nukleonów.
Energia wiązania jądra wyraża się wzorem
1. AE_w = Δm/c²
2. BE_w = Δm·c
3. CE_w = m_j·c²
4. DE_w = Δm·c²
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: E_w = Δm·c² – Deficytowi masy Δm odpowiada energia Δm·c²; m_j·c² to energia spoczynkowa całego jądra.
Energia wiązania jądra to energia
1. Apotrzebna do rozdzielenia jądra na swobodne nukleony
2. Bpotrzebna do oderwania elektronu od atomu
3. Cwydzielana w każdym rozpadzie α
4. Druchu jądra jako całości
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: potrzebna do rozdzielenia jądra na swobodne nukleony – Tyle samo energii wydziela się przy łączeniu nukleonów w jądro.
Co powstaje przy rozszczepieniu jądra ²³⁵U po pochłonięciu neutronu?
1. Atylko fotony γ
2. Bjedno cięższe jądro
3. Ccztery jądra helu
4. Ddwa lżejsze jądra i 2–3 neutrony
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: dwa lżejsze jądra i 2–3 neutrony – Rozszczepienie dzieli jądro na dwa fragmenty i uwalnia kilka neutronów.
Ile energii wydziela się średnio w jednym rozszczepieniu ²³⁵U?
1. Aok. 27 MeV
2. Bok. 2 MeV
3. Cok. 200 MeV
4. Dok. 13,6 eV
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: ok. 200 MeV – Typowo ok. 200 MeV; 27 MeV to synteza helu z wodoru.
W reakcji ¹₀n + ²³⁵₉₂U → ¹⁴¹₅₆Ba + Kr + 3 ¹₀n liczba masowa powstałego kryptonu wynosi
1. A91
2. B92
3. C94
4. D95
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: 92 – 1 + 235 = 141 + A + 3, więc A = 92.
Dlaczego promieniowanie jonizujące jest niebezpieczne dla komórek?
1. APowiększa komórki
2. BZawsze zamraża komórki
3. CZmienia barwę skóry
4. DJonizuje atomy i cząsteczki, w tym DNA
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź D: Jonizuje atomy i cząsteczki, w tym DNA – Energia cząstek lub fotonów wystarcza do oderwania elektronów i uszkodzenia DNA.
Od czego zależą skutki działania promieniowania na organizm?
1. ATylko od wieku źródła
2. BTylko od barwy źródła
3. COd dawki, rodzaju promieniowania i czasu narażenia
4. DTylko od pory dnia
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: Od dawki, rodzaju promieniowania i czasu narażenia – O skutkach decyduje ilość pochłoniętej energii i rodzaj promieniowania.
(dodatkowo) Jednostką dawki pochłoniętej jest
1. Adżul na sekundę
2. Bwat (W)
3. Cgrej (Gy = J/kg)
4. Dbekerel (Bq)
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź C: grej (Gy = J/kg) – Dawka pochłonięta to energia na kilogram tkanki; bekerel to jednostka aktywności.
Gdy temperatura ciała rośnie, maksimum jego promieniowania termicznego przesuwa się
1. Aku krótszym falom
2. Bzawsze w stronę podczerwieni
3. Cnie przesuwa się
4. Dku dłuższym falom
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: ku krótszym falom – Gorętsze ciało świeci „bielej”, bo rośnie udział krótszych fal.
Kamera termowizyjna rejestruje promieniowanie
1. Aγ
2. Bpodczerwone
3. Crentgenowskie
4. Dultrafioletowe
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź B: podczerwone – Ciała o temperaturze otoczenia, także człowiek, wysyłają głównie podczerwień.
Który przykład NIE jest zastosowaniem promieniotwórczości?
1. Aprzesyłanie danych światłowodem
2. Bczujnik dymu z ameryku-241
3. Cdatowanie szczątków węglem ¹⁴C
4. Dradioterapia nowotworów
Sprawdź odpowiedź
Odpowiedź A: przesyłanie danych światłowodem – Światłowód przesyła światło i nie korzysta z rozpadów jąder.

Sprawdzian już blisko? Zrób test z całego działu

10 losowych pytań z tematów działu, wynik w procentach i ocena od 1 do 6. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Test z działu · 10 pytań Wszystkie tematy: Fizyka