ogarniam.edu.pl
Klasa
Zacznij naukę →Zacznij →

ogarniam.edu.pl · Fizyka · Jądro atomowe (rozszerzenie)klasa 4 LO · fiszki i quiz: ogarniam.edu.pl/lo/4/fizyka/rozpady-i-promieniowanie/

Fizyka · Jądro atomowe (rozszerzenie) · kl. 4 · zakres rozszerzony

Rozpady α, β⁻, β⁺ i promieniowanie γ

Niestabilne jądro samo się przebudowuje, a dla każdego rodzaju przemiany jest prosta reguła, jak zmieniają się A i Z.

ok. 4 min czytania9 fiszek8 pytań w quizie🔊 Posłuchaj notatki

1Rodzaje przemian

  • Oznaczenia: A — liczba masowa; Z — liczba atomowa; N — liczba neutronów; X — jądro macierzyste, Y — jądro potomne; ν, ν̄ — neutrino i antyneutrino (bez ładunku, o znikomej masie).
  • Rozpad α: jądro emituje cząstkę α (jądro helu): AZX → A−⁠4Z−⁠2Y + ⁴₂He.
  • Rozpad β⁻: w jądrze neutron zamienia się w proton, a wylatują elektron i antyneutrino: AZX → AZ+1Y + ⁰₋₁e + ν̄.
  • Rozpad β⁺: proton zamienia się w neutron, wylatują pozyton i neutrino: AZX → AZ−⁠1Y + ⁰₊₁e + ν.
  • Promieniowanie γ: jądro w stanie wzbudzonym (zwykle tuż po rozpadzie α lub β) przechodzi do stanu o niższej energii i emituje foton.
Zapamiętaj

α: A − 4, Z − 2. β⁻: A bez zmian, Z + 1. β⁺: A bez zmian, Z − 1. γ: A i Z bez zmian.

NZXYYYα: N − 2, Z − 2β⁻: N − 1, Z + 1β⁺: N + 1, Z − 1γ: bez zmiany(przerywany okrągwokół X)
Mapa nuklidów (poziomo liczba neutronów N, pionowo liczba protonów Z): α przesuwa jądro o 2 w lewo i 2 w dół, β⁻ o 1 w lewo i 1 w górę, β⁺ o 1 w prawo i 1 w dół, γ nie zmienia położenia

2Jądra stabilne i niestabilne

  • Jądro stabilne nie ulega samorzutnym przemianom. Niestabilne (promieniotwórcze) ulega im, np. gdy ma za dużo neutronów względem protonów (wtedy zwykle β⁻) albo za mało (wtedy β⁺). Bardzo ciężkie jądra często rozpadają się α.
  • Przenikliwość: α zatrzyma kartka papieru, β – blacha aluminiowa grubości kilku mm, γ osłabia dopiero gruba warstwa ołowiu lub betonu.
Uwaga na błąd

„W rozpadzie β⁻ elektron był wcześniej w jądrze”

W jądrze nie ma elektronów – elektron powstaje w chwili przemiany neutronu w proton.

Sprawdź, czy rozumiesz

Co dzieje się w jądrze w rozpadzie β⁺?

3Przykłady

  • Przykład 1. Dane: ²²⁶₈₈Ra, rozpad α. Obliczenia: A = 226 − 4 = 222; Z = 88 − 2 = 86. Odpowiedź: ²²²₈₆Rn (radon).
  • Przykład 2. Dane: ⁶⁰₂₇Co, rozpad β⁻. Obliczenia: A = 60; Z = 27 + 1 = 28. Odpowiedź: ⁶⁰₂₈Ni; jądro niklu powstaje wzbudzone i emituje jeszcze fotony γ.
  • Przykład 3. Dane: ²²₁₁Na, rozpad β⁺. Obliczenia: A = 22; Z = 11 − 1 = 10. Odpowiedź: ²²₁₀Ne (neon).
  • Przykład 4 (szereg rozpadów). Dane: ²³⁸₉₂U przechodzi w ²⁰⁶₈₂Pb przez rozpady α i β⁻. Obliczenia: A maleje tylko w rozpadach α, więc ich liczba to 238 − 206 przez 4 = 8; osiem α obniża Z do 92 − 16 = 76; do 82 brakuje 6, a każdy β⁻ podnosi Z o 1. Odpowiedź: 8 rozpadów α i 6 rozpadów β⁻.

✎Ściąga: Rozpady α, β⁻, β⁺ i promieniowanie γ

Najważniejsze w pigułce – przeczytaj tuż przed kartkówką lub sprawdzianem.

  • α: A − 4, Z − 2. β⁻: A bez zmian, Z + 1. β⁺: A bez zmian, Z − 1. γ: A i Z bez zmian.
  • Oznaczenia: A — liczba masowa; Z — liczba atomowa; N — liczba neutronów; X — jądro macierzyste, Y — jądro potomne; ν, ν̄ — neutrino i antyneutrino (bez ładunku, o znikomej masie).
  • Rozpad α: jądro emituje cząstkę α (jądro helu): AZX → A−⁠4Z−⁠2Y + ⁴₂He.
  • Rozpad β⁻: w jądrze neutron zamienia się w proton, a wylatują elektron i antyneutrino: AZX → AZ+1Y + ⁰₋₁e + ν̄.
  • Rozpad β⁺: proton zamienia się w neutron, wylatują pozyton i neutrino: AZX → AZ−⁠1Y + ⁰₊₁e + ν.
  • Promieniowanie γ: jądro w stanie wzbudzonym (zwykle tuż po rozpadzie α lub β) przechodzi do stanu o niższej energii i emituje foton.
  • Jądro stabilne nie ulega samorzutnym przemianom. Niestabilne (promieniotwórcze) ulega im, np. gdy ma za dużo neutronów względem protonów (wtedy zwykle β⁻) albo za mało (wtedy β⁺). Bardzo ciężkie jądra często rozpadają się α.
  • Przykład 1. Dane: ²²⁶₈₈Ra, rozpad α. Obliczenia: A = 226 − 4 = 222; Z = 88 − 2 = 86. Odpowiedź: ²²²₈₆Rn (radon).

?Quiz: powtórz przed kartkówką

8 pytań w stylu kartkówki i sprawdzianu. Odpowiedz w myślach, potem sprawdź odpowiedź. Rozwiąż quiz z wynikiem – każda odpowiedź ma wyjaśnienie.

  1. Jak zmieniają się liczby A i Z w rozpadzie α?

    1. AA maleje o 4, Z rośnie o 2
    2. BA bez zmian, Z rośnie o 1
    3. CA maleje o 2, Z maleje o 4
    4. DA maleje o 4, Z maleje o 2
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: A maleje o 4, Z maleje o 2 – Cząstka α to ⁴₂He, więc A maleje o 4, a Z o 2.

  2. Jak zmieniają się liczby A i Z w rozpadzie β⁻?

    1. AA i Z bez zmian
    2. BA maleje o 1, Z bez zmian
    3. CA bez zmian, Z maleje o 1
    4. DA bez zmian, Z rośnie o 1
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: A bez zmian, Z rośnie o 1 – Neutron zamienia się w proton, więc Z rośnie o 1, a liczba nukleonów się nie zmienia.

  3. Co dzieje się w jądrze w rozpadzie β⁺?

    1. ANeutron zamienia się w proton
    2. BJądro emituje cząstkę α
    3. CProton zamienia się w neutron
    4. DElektron zamienia się w pozyton
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: Proton zamienia się w neutron – W β⁺ proton przechodzi w neutron, a jądro emituje pozyton i neutrino.

  4. Jądro ²²⁶₈₈Ra w rozpadzie α przechodzi w

    1. A²²²₈₆Rn
    2. B²²²₈₈Ra
    3. C²²⁴₈₆Rn
    4. D²²⁶₈₉Ac
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź A: ²²²₈₆Rn – A = 226 − 4 = 222, Z = 88 − 2 = 86, czyli radon.

  5. Emisja promieniowania γ przez jądro

    1. Azmniejsza A o 4
    2. Bzmniejsza Z o 2
    3. Czwiększa Z o 1
    4. Dnie zmienia ani A, ani Z
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź D: nie zmienia ani A, ani Z – Foton γ unosi tylko nadmiar energii wzbudzonego jądra.

  6. ²²₁₁Na ulega rozpadowi β⁺. Powstaje

    1. A¹⁸₉F
    2. B²¹₁₀Ne
    3. C²²₁₀Ne
    4. D²²₁₂Mg
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź C: ²²₁₀Ne – W β⁺ A = 22 się nie zmienia, a Z = 11 − 1 = 10, czyli neon.

  7. ²³⁸U przechodzi w ²⁰⁶Pb. Ile było rozpadów α?

    1. A32
    2. B8
    3. C16
    4. D6
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: 8 – Liczba α = (238 − 206)/4 = 8, a liczbę β⁻ (tu 6) daje bilans Z.

  8. Jądro ma za dużo neutronów w stosunku do protonów. Najbardziej prawdopodobny rozpad to

    1. Aβ⁺
    2. Bβ⁻
    3. Cα
    4. Dżaden – takie jądro jest stabilne
    Sprawdź odpowiedź

    Odpowiedź B: β⁻ – Rozpad β⁻ zamienia neutron w proton, więc zmniejsza nadmiar neutronów.

Cały dział „Jądro atomowe (rozszerzenie)”: ściąga i próbny sprawdzian →

Kartkówka albo sprawdzian już blisko?

Rozwiąż quiz z wynikiem i powtórz materiał na fiszkach. Każda odpowiedź ma wyjaśnienie, a postęp zapisuje się bez zakładania konta.

Rozwiąż quiz · 8 pytańFiszki · 9🔊 Posłuchaj notatki

Więcej: Fizyka, klasa 4

Foton: energia i pędAtom wodoru: poziomy i serie widmoweOdrzut atomu przy emisji fotonuFotoefekt: bilans energii i napięcie hamowaniaFale materii de Broglie’aObserwacja widma przez siatkę dyfrakcyjnąPrędkość światła jest taka sama dla wszystkichEnergia spoczynkowa, całkowita i pęd relatywistycznyKiedy wystarczy mechanika klasycznaNuklidy, izotopy i bilans reakcji jądrowejPrawo rozpadu i datowanie radiowęgloweDeficyt masy, energia wiązania i bilans energii reakcjiRozszczepienie jądra i reakcja łańcuchowaSynteza jądrowa i energia gwiazdPromieniowanie jonizujące: dawki, ochrona i obliczeniaPromieniowanie termiczne: prawo Wiena i Stefana–BoltzmannaKreacja i anihilacja par cząstka–antycząstkaElektrownia jądrowa, zastosowania i ewolucja gwiazdMechanika i grawitacja: którą zasadę wybrać?Drgania, ciepło i prąd: wzory do powtórkiFale i optyka: wzory i niepewność z wykresuAtom i jądro: zadania maturalne krok po krokuRozwiązanie zadania i karta wzorów CKE