Заголовок: ВПР 2022 год по физике 11 класс. Вариант 8.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 237068

ВПР 2022 год по физике 11 класс. Вариант 8.

1.  
i

Про­чи­тай­те пе­ре­чень по­ня­тий, с ко­то­ры­ми Вы встре­ча­лись в курсе фи­зи­ки:

ом­метр, се­кун­до­мер, метр, фарад, ам­пер­метр, джо­уль, атом.

Вы­де­ли­те среди этих по­ня­тий две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. В каж­дой груп­пе долж­но быть не менее двух по­ня­тий. За­пи­ши­те в таб­ли­цу на­зва­ние каж­дой груп­пы и по­ня­тия, вхо­дя­щие в эту груп­пу.



На­зва­ние груп­пы по­ня­тийПе­ре­чень по­ня­тий
  
  
2.  
i

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния о фи­зи­че­ских яв­ле­ни­ях, ве­ли­чи­нах и за­ко­но­мер­но­стях. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  Силы, с ко­то­ры­ми тела дей­ству­ют друг на друга, лежат на одной пря­мой, на­прав­ле­ны в про­ти­во­по­лож­ные сто­ро­ны, равны по мо­ду­лю, имеют одну при­ро­ду.

2)  По­тен­ци­аль­ная энер­гия тела прямо про­пор­ци­о­наль­на квад­ра­ту ско­ро­сти дви­же­ния тела.

3)  Теп­ло­вым дви­же­ни­ем на­зы­ва­ют са­мо­про­из­воль­ное пе­ре­ме­ши­ва­ние газов или жид­ко­стей.

4)  На­пря­же­ние на кон­цах участ­ка элек­три­че­ской цепи из по­сле­до­ва­тель­но со­единённых ре­зи­сто­ров равно сумме на­пря­же­ний на каж­дом ре­зи­сто­ре.

5)  Маг­нит­ное поле во­круг про­вод­ни­ка с током воз­ни­ка­ет толь­ко в мо­мент из­ме­не­ния силы тока в про­вод­ни­ке.

3.  
i

Что про­изойдёт с мячом, не­по­движ­но ле­жа­щим на полу ва­го­на дви­жу­ще­го­ся по­ез­да, если поезд по­вернёт на­ле­во?

4.  
i

В таб­ли­це при­ве­де­ны тем­пе­ра­ту­ры плав­ле­ния и ки­пе­ния не­ко­то­рых ве­ществ при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии.

 

Ве­ще­ствоТем­пе­ра­ту­ра

плав­ле­ния

Тем­пе­ра­ту­ра

ки­пе­ния

Хлор171 К–34 °С
Спирт 159 К78 °С
Ртуть234 К 78 °С
Наф­та­лин 353 К217 °С

 

Какое(-ие) из дан­ных ве­ществ будет(-ут) на­хо­дить­ся в твёрдом со­сто­я­нии при тем­пе­ра­ту­ре 165 К и нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии? В ответ за­пи­ши­те на­зве­ние(-ия) ве­ществ(-а) под­ряд без раз­де­ли­тель­ных зна­ков в том же по­ряд­ке, в ко­то­ром они пред­став­ле­ны в таб­ли­це.

5.  
i

На одну из гра­ней стек­лян­ной приз­мы из воз­ду­ха па­да­ет луч света (см. рис., вид сбоку). Изоб­ра­зи­те при­мер­ный ход луча в приз­ме и после вы­хо­да света из стек­ла в воз­дух.

6.  
i

На ри­сун­ке изоб­ра­же­на схема пла­не­тар­ной мо­де­ли не­ко­то­ро­го атома. Чёрными точ­ка­ми обо­зна­че­ны элек­тро­ны. Ис­поль­зуя фраг­мент Пе­ри­о­ди­че­ской си­сте­мы хи­ми­че­ских эле­мен­тов Д. И. Мен­де­ле­е­ва, опре­де­ли­те, какой эле­мент со­от­вет­ству­ет дан­ной схеме. За­пи­ши­те сло­вом его на­зва­ние.

7.  
i

Ту­рист на­хо­дит­ся в ка­бин­ке рав­но­мер­но вра­ща­ю­ще­го­ся ко­ле­са обо­зре­ния, ко­то­рое опус­ка­ет его от верх­ней точки к ниж­ней (см. ри­су­нок). Как при этом ме­ня­ют­ся по­тен­ци­аль­ная энер­гия ту­ри­ста и мо­дуль цен­тро­стре­ми­тель­но­го уско­ре­ния? По­тен­ци­аль­ная энер­гия от­счи­ты­ва­ет­ся от ниж­не­го по­ло­же­ния ка­бин­ки.

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чи­ва­ет­ся

2)  умень­ша­ет­ся

3)  не из­ме­ня­ет­ся

По­тен­ци­аль­ная энер­гия ту­ри­стаМо­дуль цен­тро­стре­ми­тель­но­го уско­ре­ния
  
8.  
i

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са не­пре­рыв­но­го охла­жде­ния стали при не­из­мен­ной мощ­но­сти от­во­да энер­гии. В на­ча­ле про­цес­са сталь на­хо­ди­лась в жид­ком со­сто­я­нии.

Вы­бе­ри­те два вер­ных утвер­жде­ния, со­от­вет­ству­ю­щих дан­ным гра­фи­ка. За­пи­ши­те в от­ве­те их но­ме­ра.

 

1)  При осты­ва­нии стали на 100 °C в жид­ком со­сто­я­нии вы­де­ля­ет­ся боль­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты, чем при осты­ва­нии на 100 °C в твёрдом со­сто­я­нии.

2)  Теплоёмкость стали в твёрдом со­сто­я­нии боль­ше, чем её теплоёмкость в жид­ком со­сто­я­нии.

3)  В мо­мент вре­ме­ни t  =  80 мин. сталь на­хо­ди­лась в жид­ком со­сто­я­нии.

4)  Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния стали со­став­ля­ет 1600 °C.

5)  В про­ме­жут­ке вре­ме­ни от 40 до 80 мин. внут­рен­няя энер­гия стали умень­ша­лась.

9.  
i

Мячик мас­сой 200 г из со­сто­я­ния покоя па­да­ет вер­ти­каль­но с от­вес­ной скалы вы­со­той 40 м, от­ска­ки­ва­ет от земли и под­ни­ма­ет­ся вер­ти­каль­но вверх на вы­со­ту 30 м. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти по­ло­же­ния (вы­со­ты h от­но­си­тель­но по­верх­но­сти Земли) мяча от вре­ме­ни в ходе этого дви­же­ния.

Как из­ме­ни­лась пол­ная ме­ха­ни­че­ская энер­гия мяча за время удара о землю? За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ. Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пре­не­бречь.

10.  
i

С по­мо­щью вольт­мет­ра про­во­ди­лись из­ме­ре­ния на­пря­же­ния на участ­ке элек­три­че­ской цепи пе­ре­мен­но­го тока (см. рис.). По­греш­ность из­ме­ре­ний на­пря­же­ния равна цене де­ле­ния шкалы вольт­мет­ра.

За­пи­ши­те в ответ по­ка­за­ния вольт­мет­ра с учётом по­греш­но­сти из­ме­ре­ний. В от­ве­те ука­жи­те зна­че­ние на­пря­же­ния и по­греш­ность из­ме­ре­ния слит­но без про­бе­ла.

11.  
i

На уроке учи­тель провёл сле­ду­ю­щий опыт. Он взял два элек­тро­мет­ра. Один из них за­ря­дил, а дру­гой оста­вил не­за­ря­жен­ным (см. ри­су­нок).

Он об­ра­тил вни­ма­ние уча­щих­ся, что после со­еди­не­ния пласт­мас­со­вым стерж­нем шаров элек­тро­мет­ров со­вер­шен­но ни­че­го не про­ис­хо­дит (т. е. вто­рой элек­тро­метр остаётся не­за­ря­жен­ным). При со­еди­не­нии шаров элек­тро­мет­ров ме­тал­ли­че­ским стерж­нем заряд со вто­ро­го элек­тро­мет­ра ча­стич­но пе­ре­хо­дит на пер­вый.

Какой вывод можно сде­лать на ос­но­ва­нии дан­но­го опыта?

12.  
i

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли вы­тал­ки­ва­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на пол­но­стью по­гружённое в воду тело, от массы тела. Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние (см. рис.):

− ди­на­мо­метр;

− сосуд с водой;

− набор из шести гру­зов с крюч­ка­ми, ха­рак­те­ри­сти­ки ко­то­рых при­ве­де­ны в таб­ли­це.

 

Номер грузаМасса груза, гОбъём груза, см3
135640
24620
34620
431240
510840
621680

 

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку. Ука­жи­те но­ме­ра ис­поль­зу­е­мых гру­зов (см.таб­ли­цу).

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между на­уч­ны­ми от­кры­ти­я­ми и име­на­ми учёных, ко­то­рым эти от­кры­тия при­над­ле­жат. К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

НА­УЧ­НЫЕ ОТ­КРЫ­ТИЯ

А)  закон все­мир­но­го тя­го­те­ния

Б)  из­ме­не­ние ат­мо­сфер­но­го дав­ле­ния с вы­со­той

ИМЕНА УЧЁНЫХ

1)  Г. Ка­вен­диш

2)  И. Нью­тон

3)  Б. Пас­каль

4)  Р. Гук

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Фо­то­ре­зи­сто­ры

Фо­то­ре­зи­сто­ра­ми на­зы­ва­ют­ся по­лу­про­вод­ни­ко­вые при­бо­ры, про­во­ди­мость (и, со­от­вет­ствен­но, элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние) ко­то­рых ме­ня­ет­ся под дей­стви­ем света. При­чи­на фо­то­про­во­ди­мо­сти  — внут­рен­ний фо­то­эф­фект  — уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции элек­тро­нов в зоне про­во­ди­мо­сти и дырок в ва­лент­ной зоне. Под воз­дей­стви­ем све­то­во­го по­то­ка элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние слоя умень­ша­ет­ся в не­сколь­ко раз. Фо­то­со­про­тив­ле­ния об­ла­да­ют вы­со­кой чув­стви­тель­но­стью, ста­биль­но­стью, эко­но­мич­ны и надёжны в экс­плу­а­та­ции.

Све­то­чув­стви­тель­ный слой по­лу­про­вод­ни­ко­во­го ма­те­ри­а­ла в таких со­про­тив­ле­ни­ях помещён между двумя то­ко­про­во­дя­щи­ми элек­тро­да­ми. Если к не­освещённому фо­то­ре­зи­сто­ру под­клю­чить ис­точ­ник пи­та­ния Ea (см. ри­су­нок), то в элек­три­че­ской цепи по­явит­ся не­боль­шой ток, обу­слов­лен­ный на­ли­чи­ем в не­освещённом по­лу­про­вод­ни­ке не­ко­то­ро­го ко­ли­че­ства сво­бод­ных но­си­те­лей за­ря­да.

При осве­ще­нии фо­то­ре­зи­сто­ра ток в цепи силь­но воз­рас­та­ет. Раз­ность токов при на­ли­чии и от­сут­ствии осве­ще­ния на­зы­ва­ет­ся све­то­вой ток или фо­то­ток, ве­ли­чи­на ко­то­ро­го за­ви­сит от ин­тен­сив­но­сти осве­ще­ния, ве­ли­чи­ны при­ло­жен­но­го на­пря­же­ния, а также от вида и раз­ме­ров по­лу­про­вод­ни­ка, ис­поль­зу­е­мо­го в фо­то­ре­зи­сто­ре.

Не­до­стат­ком фо­то­ре­зи­сто­ров, как и любых по­лу­про­вод­ни­ко­вых при­бо­ров, яв­ля­ет­ся су­ще­ствен­ная за­ви­си­мость па­ра­мет­ров от тем­пе­ра­ту­ры. Се­год­ня фо­то­ре­зи­сто­ры ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся во мно­гих от­рас­лях науки и тех­ни­ки. Дат­чи­ки за­дымлённо­сти раз­лич­ных объ­ек­тов, ав­то­ма­ти­че­ские вы­клю­ча­те­ли улич­но­го осве­ще­ния и тур­ни­ке­ты в мет­ро­по­ли­те­не  — при­ме­ры при­ме­не­ния фо­то­ре­зи­сто­ров.

На каком яв­ле­нии ос­но­ван прин­цип дей­ствия по­лу­про­вод­ни­ко­вых фо­то­ре­зи­сто­ров? Ответ по­яс­ни­те.

15.  
i

Про­чи­тай­те текст и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

Фо­то­ре­зи­сто­ры

Фо­то­ре­зи­сто­ра­ми на­зы­ва­ют­ся по­лу­про­вод­ни­ко­вые при­бо­ры, про­во­ди­мость (и, со­от­вет­ствен­но, элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние) ко­то­рых ме­ня­ет­ся под дей­стви­ем света. При­чи­на фо­то­про­во­ди­мо­сти  — внут­рен­ний фо­то­эф­фект  — уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции элек­тро­нов в зоне про­во­ди­мо­сти и дырок в ва­лент­ной зоне. Под воз­дей­стви­ем све­то­во­го по­то­ка элек­три­че­ское со­про­тив­ле­ние слоя умень­ша­ет­ся в не­сколь­ко раз. Фо­то­со­про­тив­ле­ния об­ла­да­ют вы­со­кой чув­стви­тель­но­стью, ста­биль­но­стью, эко­но­мич­ны и надёжны в экс­плу­а­та­ции.

Све­то­чув­стви­тель­ный слой по­лу­про­вод­ни­ко­во­го ма­те­ри­а­ла в таких со­про­тив­ле­ни­ях помещён между двумя то­ко­про­во­дя­щи­ми элек­тро­да­ми. Если к не­освещённому фо­то­ре­зи­сто­ру под­клю­чить ис­точ­ник пи­та­ния Ea (см. ри­су­нок), то в элек­три­че­ской цепи по­явит­ся не­боль­шой ток, обу­слов­лен­ный на­ли­чи­ем в не­освещённом по­лу­про­вод­ни­ке не­ко­то­ро­го ко­ли­че­ства сво­бод­ных но­си­те­лей за­ря­да.

При осве­ще­нии фо­то­ре­зи­сто­ра ток в цепи силь­но воз­рас­та­ет. Раз­ность токов при на­ли­чии и от­сут­ствии осве­ще­ния на­зы­ва­ет­ся све­то­вой ток или фо­то­ток, ве­ли­чи­на ко­то­ро­го за­ви­сит от ин­тен­сив­но­сти осве­ще­ния, ве­ли­чи­ны при­ло­жен­но­го на­пря­же­ния, а также от вида и раз­ме­ров по­лу­про­вод­ни­ка, ис­поль­зу­е­мо­го в фо­то­ре­зи­сто­ре.

Не­до­стат­ком фо­то­ре­зи­сто­ров, как и любых по­лу­про­вод­ни­ко­вых при­бо­ров, яв­ля­ет­ся су­ще­ствен­ная за­ви­си­мость па­ра­мет­ров от тем­пе­ра­ту­ры. Се­год­ня фо­то­ре­зи­сто­ры ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся во мно­гих от­рас­лях науки и тех­ни­ки. Дат­чи­ки за­дымлённо­сти раз­лич­ных объ­ек­тов, ав­то­ма­ти­че­ские вы­клю­ча­те­ли улич­но­го осве­ще­ния и тур­ни­ке­ты в мет­ро­по­ли­те­не  — при­ме­ры при­ме­не­ния фо­то­ре­зи­сто­ров.

Це­ле­со­об­раз­но ли при­ме­нять фо­то­ре­зи­сто­ры для ав­то­ма­ти­че­ских дат­чи­ков в до­мен­ных печах?

16.  
i

Длина про­бе­га альфа-ча­сти­цы в воз­ду­хе

Альфа-ча­сти­цы (α-ча­сти­цы) ис­пус­ка­ют­ся ве­ще­ства­ми в ре­зуль­та­те ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да. Ха­рак­тер­ные зна­че­ния ско­ро­сти α-ча­стиц в этом слу­чае со­став­ля­ют де­сят­ки тысяч ки­ло­мет­ров в се­кун­ду. Ско­рость α-ча­стиц умень­ша­ет­ся при про­хож­де­нии через ве­ще­ство. Если по­ме­стить на пути од­но­род­но­го пучка α-ча­стиц экран из ка­ко­го-ни­будь ма­те­ри­а­ла, то ско­рость α-ча­стиц умень­шит­ся вслед­ствие за­трат ки­не­ти­че­ской энер­гии на иони­за­цию ато­мов и мо­ле­кул при­бли­зи­тель­но оди­на­ко­во. В воз­ду­хе дви­же­ние α-ча­стиц прак­ти­че­ски пря­мо­ли­ней­но. Рас­сто­я­ние, на ко­то­ром ско­рость α-ча­стиц в воз­ду­хе па­да­ет на­столь­ко, что они не­спо­соб­ны ни иони­зи­ро­вать его, ни вы­зы­вать сцин­тил­ля­цию1, ни за­све­чи­вать фо­то­гра­фи­че­скую пла­стин­ку, на­зы­ва­ют мак­си­маль­ной дли­ной про­бе­га α-ча­стиц в воз­ду­хе.

Чтобы ис­сле­до­вать по­сте­пен­ное по­гло­ще­ние α-лучей в воз­ду­хе, У. Брегг ис­поль­зо­вал очень тон­кий слой ра­дио­ак­тив­но­го ве­ще­ства  — радия, вы­де­ляя с по­мо­щью диа­фраг­мы тон­кий пучок α-ча­стиц, пер­пен­ди­ку­ляр­ный из­лу­ча­ю­щей по­верх­но­сти. Брег­гом была впер­вые по­лу­че­на кри­вая иони­за­ции. Для ра­дио­ак­тив­но­го вис­му­та \ChemForm левая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 214 пра­вая круг­лая скоб­ка Bi пра­вая круг­лая скоб­ка она резко об­ры­ва­лась на рас­сто­я­нии около 7 см от ис­точ­ни­ка (см. рис. 1).

Ри­су­нок 1. Опре­де­ле­ние длины про­бе­га α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ных 214Bi

В опы­тах было уста­нов­ле­но, что длина про­бе­га (Rпроб) об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на плот­но­сти воз­ду­ха (ρ), при этом плот­ность воз­ду­ха, как из­вест­но, за­ви­сит от его дав­ле­ния и тем­пе­ра­ту­ры левая круг­лая скоб­ка p \sim дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: T конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка . В таб­ли­цах при­во­дят зна­че­ния, со­от­вет­ству­ю­щие дав­ле­нию 760 мм рт. ст. и тем­пе­ра­ту­ре 15 ºС. Так, α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные \ChemForm левая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 214 пра­вая круг­лая скоб­ка Bi пра­вая круг­лая скоб­ка , об­ла­да­ют дли­ной про­бе­га в воз­ду­хе 7 см. Если на пути таких ча­стиц по­ста­вить пре­гра­ду, на­при­мер алю­ми­ни­е­вую фоль­гу, то длина про­бе­га в воз­ду­хе умень­шит­ся с 7 до 5 см. В этом слу­чае го­во­рят, что тор­мо­зя­щая спо­соб­ность этого лист­ка алю­ми­ния эк­ви­ва­лент­на 2 см воз­ду­ха. Раз­ные ра­дио­ак­тив­ные ма­те­ри­а­лы ис­пус­ка­ют α-ча­сти­цы с раз­ной ско­ро­стью, но все ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные одним и тем же ве­ще­ством, имеют при­мер­но оди­на­ко­вую ско­рость.

Уста­нов­ле­но, что при про­чих рав­ных усло­ви­ях R_проб \sim v в кубе . Экс­пе­ри­мен­таль­ное из­ме­ре­ние мак­си­маль­но­го про­бе­га α-ча­стиц в воз­ду­хе  — один из ме­то­дов опре­де­ле­ния ско­ро­сти этих ча­стиц, а зна­чит, и их ки­не­ти­че­ской энер­гии.

 

1Сцин­тил­ля­ция  — крат­ко­вре­мен­ная вспыш­ка света, воз­ни­ка­ю­щая при по­па­да­нии α-ча­сти­цы на экран, по­кры­тый суль­фи­дом цинка ZnS.

Вставь­те в пред­ло­же­ние про­пу­щен­ные слова (со­че­та­ния слов), ис­поль­зуя ин­фор­ма­цию из тек­ста.

 

Ко­ли­че­ство еже­се­кунд­ных сцин­тил­ля­ций, вы­зы­ва­е­мых ___________________, ис­пус­ка­е­мы­ми яд­ра­ми вис­му­та, при уда­ле­нии от ис­точ­ни­ка, рас­по­ло­жен­но­го в воз­ду­хе, ___________________ вплоть до рас­сто­я­ний в 5,75 см от ис­точ­ни­ка из­лу­че­ний.

 

В ответ за­пи­ши­те слова (со­че­та­ния слов) по по­ряд­ку, без до­пол­ни­тель­ных сим­во­лов.

17.  
i

Длина про­бе­га альфа-ча­сти­цы в воз­ду­хе

Альфа-ча­сти­цы (α-ча­сти­цы) ис­пус­ка­ют­ся ве­ще­ства­ми в ре­зуль­та­те ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да. Ха­рак­тер­ные зна­че­ния ско­ро­сти α-ча­стиц в этом слу­чае со­став­ля­ют де­сят­ки тысяч ки­ло­мет­ров в се­кун­ду. Ско­рость α-ча­стиц умень­ша­ет­ся при про­хож­де­нии через ве­ще­ство. Если по­ме­стить на пути од­но­род­но­го пучка α-ча­стиц экран из ка­ко­го-ни­будь ма­те­ри­а­ла, то ско­рость α-ча­стиц умень­шит­ся вслед­ствие за­трат ки­не­ти­че­ской энер­гии на иони­за­цию ато­мов и мо­ле­кул при­бли­зи­тель­но оди­на­ко­во. В воз­ду­хе дви­же­ние α-ча­стиц прак­ти­че­ски пря­мо­ли­ней­но. Рас­сто­я­ние, на ко­то­ром ско­рость α-ча­стиц в воз­ду­хе па­да­ет на­столь­ко, что они не­спо­соб­ны ни иони­зи­ро­вать его, ни вы­зы­вать сцин­тил­ля­цию1, ни за­све­чи­вать фо­то­гра­фи­че­скую пла­стин­ку, на­зы­ва­ют мак­си­маль­ной дли­ной про­бе­га α-ча­стиц в воз­ду­хе.

Чтобы ис­сле­до­вать по­сте­пен­ное по­гло­ще­ние α-лучей в воз­ду­хе, У. Брегг ис­поль­зо­вал очень тон­кий слой ра­дио­ак­тив­но­го ве­ще­ства  — радия, вы­де­ляя с по­мо­щью диа­фраг­мы тон­кий пучок α-ча­стиц, пер­пен­ди­ку­ляр­ный из­лу­ча­ю­щей по­верх­но­сти. Брег­гом была впер­вые по­лу­че­на кри­вая иони­за­ции. Для ра­дио­ак­тив­но­го вис­му­та \ChemForm левая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 214 пра­вая круг­лая скоб­ка Bi пра­вая круг­лая скоб­ка она резко об­ры­ва­лась на рас­сто­я­нии около 7 см от ис­точ­ни­ка (см. рис. 1).

Ри­су­нок 1. Опре­де­ле­ние длины про­бе­га α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ных 214Bi

В опы­тах было уста­нов­ле­но, что длина про­бе­га (Rпроб) об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на плот­но­сти воз­ду­ха (ρ), при этом плот­ность воз­ду­ха, как из­вест­но, за­ви­сит от его дав­ле­ния и тем­пе­ра­ту­ры левая круг­лая скоб­ка p \sim дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: T конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка . В таб­ли­цах при­во­дят зна­че­ния, со­от­вет­ству­ю­щие дав­ле­нию 760 мм рт. ст. и тем­пе­ра­ту­ре 15 ºС. Так, α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные \ChemForm левая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 214 пра­вая круг­лая скоб­ка Bi пра­вая круг­лая скоб­ка , об­ла­да­ют дли­ной про­бе­га в воз­ду­хе 7 см. Если на пути таких ча­стиц по­ста­вить пре­гра­ду, на­при­мер алю­ми­ни­е­вую фоль­гу, то длина про­бе­га в воз­ду­хе умень­шит­ся с 7 до 5 см. В этом слу­чае го­во­рят, что тор­мо­зя­щая спо­соб­ность этого лист­ка алю­ми­ния эк­ви­ва­лент­на 2 см воз­ду­ха. Раз­ные ра­дио­ак­тив­ные ма­те­ри­а­лы ис­пус­ка­ют α-ча­сти­цы с раз­ной ско­ро­стью, но все ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные одним и тем же ве­ще­ством, имеют при­мер­но оди­на­ко­вую ско­рость.

Уста­нов­ле­но, что при про­чих рав­ных усло­ви­ях R_проб \sim v в кубе . Экс­пе­ри­мен­таль­ное из­ме­ре­ние мак­си­маль­но­го про­бе­га α-ча­стиц в воз­ду­хе  — один из ме­то­дов опре­де­ле­ния ско­ро­сти этих ча­стиц, а зна­чит, и их ки­не­ти­че­ской энер­гии.

 

1Сцин­тил­ля­ция  — крат­ко­вре­мен­ная вспыш­ка света, воз­ни­ка­ю­щая при по­па­да­нии α-ча­сти­цы на экран, по­кры­тый суль­фи­дом цинка ZnS.

На ри­сун­ке при­ве­де­ны кри­вые иони­за­ции α-ча­стиц, ис­пу­щен­ных 210Po, в воз­ду­хе. В опыте М. Кюри кри­вые I и II были по­лу­че­ны для про­бе­га α-ча­стиц при двух раз­ных плот­но­стях воз­ду­ха. Ка­ко­во было со­от­но­ше­ние плот­но­стей воз­ду­ха дробь: чис­ли­тель: \rho_I, зна­ме­на­тель: \rho_II конец дроби ?

18.  
i

Длина про­бе­га альфа-ча­сти­цы в воз­ду­хе

Альфа-ча­сти­цы (α-ча­сти­цы) ис­пус­ка­ют­ся ве­ще­ства­ми в ре­зуль­та­те ра­дио­ак­тив­но­го рас­па­да. Ха­рак­тер­ные зна­че­ния ско­ро­сти α-ча­стиц в этом слу­чае со­став­ля­ют де­сят­ки тысяч ки­ло­мет­ров в се­кун­ду. Ско­рость α-ча­стиц умень­ша­ет­ся при про­хож­де­нии через ве­ще­ство. Если по­ме­стить на пути од­но­род­но­го пучка α-ча­стиц экран из ка­ко­го-ни­будь ма­те­ри­а­ла, то ско­рость α-ча­стиц умень­шит­ся вслед­ствие за­трат ки­не­ти­че­ской энер­гии на иони­за­цию ато­мов и мо­ле­кул при­бли­зи­тель­но оди­на­ко­во. В воз­ду­хе дви­же­ние α-ча­стиц прак­ти­че­ски пря­мо­ли­ней­но. Рас­сто­я­ние, на ко­то­ром ско­рость α-ча­стиц в воз­ду­хе па­да­ет на­столь­ко, что они не­спо­соб­ны ни иони­зи­ро­вать его, ни вы­зы­вать сцин­тил­ля­цию1, ни за­све­чи­вать фо­то­гра­фи­че­скую пла­стин­ку, на­зы­ва­ют мак­си­маль­ной дли­ной про­бе­га α-ча­стиц в воз­ду­хе.

Чтобы ис­сле­до­вать по­сте­пен­ное по­гло­ще­ние α-лучей в воз­ду­хе, У. Брегг ис­поль­зо­вал очень тон­кий слой ра­дио­ак­тив­но­го ве­ще­ства  — радия, вы­де­ляя с по­мо­щью диа­фраг­мы тон­кий пучок α-ча­стиц, пер­пен­ди­ку­ляр­ный из­лу­ча­ю­щей по­верх­но­сти. Брег­гом была впер­вые по­лу­че­на кри­вая иони­за­ции. Для ра­дио­ак­тив­но­го вис­му­та \ChemForm левая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 214 пра­вая круг­лая скоб­ка Bi пра­вая круг­лая скоб­ка она резко об­ры­ва­лась на рас­сто­я­нии около 7 см от ис­точ­ни­ка (см. рис. 1).

Ри­су­нок 1. Опре­де­ле­ние длины про­бе­га α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ных 214Bi

В опы­тах было уста­нов­ле­но, что длина про­бе­га (Rпроб) об­рат­но про­пор­ци­о­наль­на плот­но­сти воз­ду­ха (ρ), при этом плот­ность воз­ду­ха, как из­вест­но, за­ви­сит от его дав­ле­ния и тем­пе­ра­ту­ры левая круг­лая скоб­ка p \sim дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: T конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка . В таб­ли­цах при­во­дят зна­че­ния, со­от­вет­ству­ю­щие дав­ле­нию 760 мм рт. ст. и тем­пе­ра­ту­ре 15 ºС. Так, α-ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные \ChemForm левая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 214 пра­вая круг­лая скоб­ка Bi пра­вая круг­лая скоб­ка , об­ла­да­ют дли­ной про­бе­га в воз­ду­хе 7 см. Если на пути таких ча­стиц по­ста­вить пре­гра­ду, на­при­мер алю­ми­ни­е­вую фоль­гу, то длина про­бе­га в воз­ду­хе умень­шит­ся с 7 до 5 см. В этом слу­чае го­во­рят, что тор­мо­зя­щая спо­соб­ность этого лист­ка алю­ми­ния эк­ви­ва­лент­на 2 см воз­ду­ха. Раз­ные ра­дио­ак­тив­ные ма­те­ри­а­лы ис­пус­ка­ют α-ча­сти­цы с раз­ной ско­ро­стью, но все ча­сти­цы, ис­пу­щен­ные одним и тем же ве­ще­ством, имеют при­мер­но оди­на­ко­вую ско­рость.

Уста­нов­ле­но, что при про­чих рав­ных усло­ви­ях R_проб \sim v в кубе . Экс­пе­ри­мен­таль­ное из­ме­ре­ние мак­си­маль­но­го про­бе­га α-ча­стиц в воз­ду­хе  — один из ме­то­дов опре­де­ле­ния ско­ро­сти этих ча­стиц, а зна­чит, и их ки­не­ти­че­ской энер­гии.

 

1Сцин­тил­ля­ция  — крат­ко­вре­мен­ная вспыш­ка света, воз­ни­ка­ю­щая при по­па­да­нии α-ча­сти­цы на экран, по­кры­тый суль­фи­дом цинка ZnS.

М. Кюри опи­сы­ва­ла сле­ду­ю­щий опыт: если в тем­но­те пла­стин­ку, по­кры­тую сер­ни­стым цин­ком, при­бли­жать к ра­дио­ак­тив­но­му изо­то­пу по­ло­ния (210Po), пре­тер­пе­ва­ю­ще­му α-рас­пад, то она на­чи­на­ет све­тить­ся, когда рас­сто­я­ние между ней и ис­точ­ни­ком со­став­ля­ет 3,9 см. Ка­ко­ва мак­си­маль­ная длина про­бе­га α-ча­стиц, ис­пу­щен­ных этим изо­то­пом по­ло­ния? Ответ по­яс­ни­те.