Главная›Физика›Физика атомного ядра

Физика · Пробное ЕНТ

Физика атомного ядра: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Физика атомного ядра» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Физика атомного ядра»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Физика атомного ядра

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Физика атомного ядра». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Физика атомного ядра

Следите за составом ядра, энергией и законами сохранения

В ядерной физике важно различать массовое и зарядовое числа, правильно отслеживать их изменение при радиоактивных превращениях, применять закон радиоактивного распада и связывать дефект массы с энергией связи и энергией ядерных реакций.

01 Состав ядра Протоны, нейтроны, нуклоны и изотопы

02 Радиоактивные превращения Альфа-, бета- и гамма-процессы

03 Закон распада Период полураспада, постоянная распада и активность

04 Ядерная энергия Дефект массы, деление, синтез и энергетический выход

Состав атомного ядра

Зарядовое число равно числу протонов. Массовое число показывает общее количество протонов и нейтронов в ядре.

A = Z + N

N = A - Z

Изотопы одного химического элемента имеют одинаковое число протонов, но различное число нейтронов.

Радиоактивные превращения

Альфа-распад Ядро теряет два протона и два нейтрона.

Бета-минус-распад Нейтрон превращается в протон, поэтому число нуклонов сохраняется, а число протонов увеличивается на один.

Бета-плюс-распад Протон превращается в нейтрон, поэтому число нуклонов сохраняется, а число протонов уменьшается на один.

Гамма-излучение Ядро переходит в состояние с меньшей энергией без изменения своего нуклонного состава.

A_{д} = A_{исх} - 4, Z_{д} = Z_{исх} - 2

Период полураспада

За каждый период полураспада число нераспавшихся ядер уменьшается вдвое. Закон применим к большому числу одинаковых радиоактивных ядер.

N = N_{0} {(\frac{1}{2})}^{\frac{t}{T_{1 / 2}}}

λ = \frac{\ln 2}{T_{1 / 2}}

Если прошло целое число периодов полураспада, обычно быстрее последовательно делить начальное количество на два, чем использовать общую формулу.

Активность радиоактивного источника

Активность показывает среднее число распадов в единицу времени и уменьшается по тому же экспоненциальному закону, что и количество нераспавшихся ядер.

R = λ N

1 Бк = 1 \frac{распад}{с}

При использовании активности в беккерелях период полураспада в формуле для постоянной распада нужно переводить в секунды.

Дефект массы и энергия связи

Масса связанного ядра меньше суммы масс свободных нуклонов. Соответствующая разность масс определяет энергию, необходимую для полного разделения ядра на нуклоны.

Δ m = Z m_{p} + N m_{n} - m_{ядра}

E_{св} = Δ m c^{2}

\frac{E_{св}}{A} = удельная энергия связи

1 а.е.м. \cdot c^{2} \approx 931,5 МэВ

Ядерные реакции

В школьных задачах ядерное превращение прежде всего проверяют по сохранению общего числа нуклонов и суммарного электрического заряда.

\sum A_{до} = \sum A_{после}

\sum Z_{до} = \sum Z_{после}

Q = (m_{исх} - m_{прод}) c^{2}

Положительный энергетический выход означает, что масса продуктов меньше массы исходной системы и часть энергии покоя выделилась.

Деление и цепная реакция

Число нейтронов следующего поколения определяет режим реактора

При делении тяжёлого ядра образуются более лёгкие фрагменты, нейтроны и выделяется энергия. Часть нейтронов может вызвать новые деления. Замедлитель уменьшает энергию быстрых нейтронов, а управляющие стержни поглощают их часть и позволяют регулировать цепную реакцию.

Подкритическое состояние Интенсивность цепной реакции со временем уменьшается.

Критическое состояние Реакция поддерживает себя с постоянной средней интенсивностью.

Надкритическое состояние Число последующих делений возрастает от поколения к поколению.

Алгоритм

Как решать задания по ядерной физике

Запишите состав ядра

Определите число протонов, нейтронов и общее число нуклонов до начала превращения.

Для реакции примените два закона сохранения

Отдельно сравните суммарные массовые и зарядовые числа слева и справа.

Для распада посчитайте число периодов

Проверьте, сколько периодов полураспада прошло, и только затем определяйте остаток или активность.

Для энергетической задачи найдите разность масс

После этого переведите дефект массы в энергию и только затем переходите к энергии одной реакции или большого числа реакций.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Массовое и зарядовое числа

Массовое число — это все нуклоны, а зарядовое — только протоны.

Бета-распад

При бета-превращении массовое число ядра не меняется, поскольку число нуклонов сохраняется.

Гамма-излучение

Испускание гамма-кванта изменяет энергию ядра, но не число протонов и нейтронов.

Период полураспада

После двух периодов остаётся четверть исходного количества, а не половина.

Дефект массы

Из суммы масс свободных нуклонов вычитают массу связанного ядра, а не наоборот.

Деление и синтез

Энергия может выделяться в обоих процессах, если продукты имеют более выгодную энергию связи и меньшую суммарную массу покоя.