Заголовок: ВПР 2020 год по физике 11 класс. Вариант 10.
Комментарий:
Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
РЕШУ ВПР — физика–11
Вариант № 182396

ВПР 2020 год по физике 11 класс. Вариант 10.

1.  
i

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

элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния, кон­век­ция, генри, пас­каль, ней­трон, ис­па­ре­ние, ом.

Раз­де­ли­те эти по­ня­тия на две груп­пы по вы­бран­но­му Вами при­зна­ку. 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)  В инер­ци­аль­ной си­сте­ме отсчёта пе­ри­од ко­ле­ба­ний ни­тя­но­го ма­ят­ни­ка уве­ли­чи­ва­ет­ся по мере уве­ли­че­ния вы­со­ты, на ко­то­рой на­хо­дит­ся ма­ят­ник.

2)  Если газ на­хо­дит­ся в за­мкну­том со­су­де по­сто­ян­но­го объёма, то при его на­гре­ва­нии дав­ле­ние газа умень­ша­ет­ся.

3)  При элек­три­за­ции тре­ни­ем про­ис­хо­дит раз­де­ле­ние за­ря­дов.

4)  При пре­лом­ле­нии элек­тро­маг­нит­ных волн на гра­ни­це двух сред ча­сто­та ко­ле­ба­ний в волне уве­ли­чи­ва­ет­ся при пе­ре­хо­де в среду с бóльшим по­ка­за­те­лем пре­лом­ле­ния.

5)  Если хотя бы один изо­топ эле­мен­та ста­би­лен, можно быть уве­рен­ным, что любые изо­то­пы этого эле­мен­та также ста­биль­ны.

3.  
i

Эс­ка­ла­тор метро под­ни­ма­ет­ся с по­сто­ян­ной ско­ро­стью, рав­ной 1 м/с. Пас­са­жир, на­хо­дя­щий­ся на эс­ка­ла­то­ре, под­ни­ма­ет­ся в си­сте­ме отсчёта, свя­зан­ной с Землёй, со ско­ро­стью 1,5 м/с. С какой ско­ро­стью дви­жет­ся пас­са­жир от­но­си­тель­но эс­ка­ла­то­ра? Ответ дайте в м/с.

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

По­строй­те изоб­ра­же­ние фи­гу­ры S в плос­ком зер­ка­ле ab (см. рис.).

6.  
i

На ри­сун­ке пред­став­ле­на диа­грам­ма ниж­них энер­ге­ти­че­ских уров­ней атома. Какой из от­ме­чен­ных стрел­ка­ми пе­ре­хо­дов между энер­ге­ти­че­ски­ми уров­ня­ми со­про­вож­да­ет­ся из­лу­че­ни­ем кван­та ми­ни­маль­ной ча­сто­ты?

В от­ве­те ука­жи­те по­сле­до­ва­тель­ность но­ме­ров элек­трон­ных уров­ней, на­при­мер: если пе­ре­ход E2→E4, то 24.

7.  
i

В ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре раз­дви­ну­ли пла­сти­ны кон­ден­са­то­ра.

Как при этом из­ме­нят­ся ча­сто­та и пе­ри­од соб­ствен­ных ко­ле­ба­ний элек­три­че­ско­го за­ря­да в кон­ту­ре?

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

 

1)  уве­ли­чит­ся;

2)  умень­шит­ся;

3)  не из­ме­нит­ся.

 

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

 

Ча­сто­та ко­ле­ба­ний за­ря­даПе­ри­од ко­ле­ба­ний за­ря­да
 
8.  
i

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры се­реб­ря­ной де­та­ли от вре­ме­ни её на­гре­ва­ния. Мощ­ность на­гре­ва­те­ля по­сто­ян­на. Пер­во­на­чаль­но се­реб­ро на­хо­ди­лось в твёрдом со­сто­я­нии.

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

1)  Тем­пе­ра­ту­ра плав­ле­ния се­реб­ра со­став­ля­ет 562 °С.

2)  В про­ме­жу­ток вре­ме­ни от 12 до 18 мин. внут­рен­няя энер­гия се­реб­ра уве­ли­чи­лась.

3)  Для плав­ле­ния се­реб­ря­ной де­та­ли по­тре­бо­ва­лось мень­шее ко­ли­че­ство теп­ло­ты, чем для даль­ней­ше­го на­гре­ва­ния рас­пла­ва на 400 °С.

4)  Через 15 мин. после на­ча­ла на­гре­ва­ния всё се­реб­ро оста­ва­лось в твёрдом со­сто­я­нии.

5)  Через 30 мин. после на­ча­ла на­гре­ва­ния се­реб­ро ис­па­ри­лось.

9.  
i

Мячик мас­сой 100 г из со­сто­я­ния покоя па­да­ет вер­ти­каль­но вниз с вы­со­ты 5 м и имеет у по­верх­но­сти Земли ско­рость 9 м/с. От­ско­чив от по­верх­но­сти земли со ско­ро­стью 8 м/с, мяч под­нял­ся на вы­со­ту 2,5 м. Как и на сколь­ко из­ме­ни­лась ме­ха­ни­че­ская энер­гия мяча в про­цес­се его удара о землю?

За­пи­ши­те ре­ше­ние и ответ.

10.  
i

Уче­ник ис­сле­до­вал за­ви­си­мость силы тре­ния от массы тела, пе­ре­ме­щая его рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но по го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти. Ре­зуль­та­ты из­ме­ре­ний с учётом их по­греш­но­сти пред­став­ле­ны на гра­фи­ке.

Каков при­бли­зи­тель­но ко­эф­фи­ци­ент тре­ния сколь­же­ния тела по по­верх­но­сти, на ко­то­рой про­во­дил­ся экс­пе­ри­мент?

11.  
i

На уроке учи­тель про­де­лал опыт с при­бо­ром «куб Лесли» (см. рис.). Этот при­бор пред­став­ля­ет собой пу­стой мед­ный куб с раз­лич­ны­ми по­верх­но­стя­ми его четырёх сто­рон. Учи­тель налил в куб го­ря­чую воду и по­ме­стил на не­ко­то­ром рас­сто­я­нии от сто­ро­ны, окра­шен­ной в чёрный цвет, тер­мо­стол­бик, под­со­единённый к чув­стви­тель­но­му галь­ва­но­мет­ру. (Тер­мо­стол­бик пред­на­зна­чен для ре­ги­стра­ции ин­фра­крас­но­го из­лу­че­ния.) Затем на том же рас­сто­я­нии он по­ме­стил тер­мо­стол­бик от сто­ро­ны, окра­шен­ной в белый цвет. Бóльшее от­кло­не­ние стрел­ки галь­ва­но­мет­ра ока­за­лось в слу­чае, когда тер­мо­стол­бик был повёрнут к чёрной по­верх­но­сти.

С какой целью был про­ведён дан­ный опыт?

12.  
i

На ри­сун­ке пред­став­ле­на уста­нов­ка по изу­че­нию свойств плос­ко­го кон­ден­са­то­ра. Пла­сти­ны кон­ден­са­то­ра при­со­еди­ня­ют к элек­тро­мет­ру, кор­пус ко­то­ро­го за­землён. На­элек­три­зо­ван­ной па­лоч­кой ка­са­ют­ся пла­сти­ны кон­ден­са­то­ра. При этом кон­ден­са­тор при­об­ретёт не­ко­то­рый заряд, а элек­тро­метр будет по­ка­зы­вать раз­ность по­тен­ци­а­лов между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра. В со­от­вет­ствии с опре­де­ле­ни­ем элек­троёмко­сти C= дробь: чис­ли­тель: q, зна­ме­на­тель: U конец дроби , где q  — заряд кон­ден­са­то­ра, U  — раз­ность по­тен­ци­а­лов между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра.

Вам не­об­хо­ди­мо ис­сле­до­вать, за­ви­сит ли элек­троёмкость плос­ко­го кон­ден­са­то­ра от пло­ща­ди его пла­стин.

Име­ет­ся сле­ду­ю­щее обо­ру­до­ва­ние:

— элек­тро­метр;

— пла­сти­ны на под­став­ках, об­ра­зу­ю­щие плос­кий кон­ден­са­тор;

— эбо­ни­то­вая па­лоч­ка и шерсть для со­об­ще­ния кон­ден­са­то­ру элек­три­че­ско­го за­ря­да;

— пла­сти­ны из стек­ла и по­ли­сти­ро­ла;

— со­еди­ни­тель­ные про­во­да.

В от­ве­те:

1.  Опи­ши­те экс­пе­ри­мен­таль­ную уста­нов­ку.

2.  Опи­ши­те по­ря­док дей­ствий при про­ве­де­нии ис­сле­до­ва­ния.

13.  
i

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между тех­ни­че­ски­ми устрой­ства­ми и дей­стви­я­ми элек­три­че­ско­го тока, ле­жа­щи­ми в ос­но­ве прин­ци­па их дей­ствия. К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию из вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

ПРИ­МЕР

А)  де­мон­стра­ци­он­ный галь­ва­но­метр

Б)  элек­три­че­ский утюг

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ЯВ­ЛЕ­НИЯ

1)  теп­ло­вое

2)  све­то­вое

3)  хи­ми­че­ское

4)  маг­нит­ное

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

AБ
  
14.  
i

Элек­три­че­ский утюг

В элек­три­че­ском утюге есть не­сколь­ко ос­нов­ных узлов. На­гре­ва­тель­ный эле­мент вы­пол­нен в виде ни­хро­мо­вой спи­ра­ли внут­ри ке­ра­ми­че­ских колец. Элек­три­че­ский ток на­гре­ва­ет спи­раль, а от неё тепло пе­ре­даётся глад­кой по­дош­ве из не­ржа­ве­ю­щей стали, по­верх­ность ко­то­рой рав­но­мер­но про­гре­ва­ет­ся до тем­пе­ра­ту­ры, за­да­ва­е­мой тер­мо­ста­том. Тер­мо­стат уста­нав­ли­ва­ет ре­жи­мы гла­же­ния для раз­ных ма­те­ри­а­лов  — от ней­ло­на до льна. Утюг оснащён си­сте­мой по­да­чи пара, ко­то­рой управ­ля­ют с по­мо­щью кно­пок на ручке утюга: одна от­ве­ча­ет за по­да­чу струи го­ря­че­го влаж­но­го воз­ду­ха через от­вер­стия в по­дош­ве, дру­гая  — за раз­брыз­ги­ва­ние воды. Утюг рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В, по­треб­ля­е­мая мощ­ность со­став­ля­ет 2 кВт при по­да­че пара 40 г/мин.

 

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  Не­об­хо­ди­мо вклю­чать утюг в элек­три­че­скую сеть с за­зем­ле­ни­ем.

2.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать утюг в сеть влаж­ны­ми ру­ка­ми.

3.  При пе­ре­ры­вах в ра­бо­те утюг не­об­хо­ди­мо ста­вить на тер­мо­изо­ля­ци­он­ную под­став­ку.

4.  Не­об­хо­ди­мо сле­дить за тем, чтобы го­ря­чая по­дош­ва утюга не ка­са­лась элек­три­че­ско­го шнура.

5.  При глаж­ке не сле­ду­ет обиль­но сма­чи­вать ма­те­ри­ал водой.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния элек­три­че­ско­го утюга и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

На­гре­ва­тель­ный эле­мент утюга пред­став­ля­ет собой ме­тал­ли­че­скую спи­раль, за­ключённую в ке­ра­ми­че­ское коль­цо. По­че­му ке­ра­ми­че­ское коль­цо от­де­ля­ет спи­раль от по­дош­вы утюга, ведь без него она на­гре­ва­лась бы быст­рее?

15.  
i

Элек­три­че­ский утюг

В элек­три­че­ском утюге есть не­сколь­ко ос­нов­ных узлов. На­гре­ва­тель­ный эле­мент вы­пол­нен в виде ни­хро­мо­вой спи­ра­ли внут­ри ке­ра­ми­че­ских колец. Элек­три­че­ский ток на­гре­ва­ет спи­раль, а от неё тепло пе­ре­даётся глад­кой по­дош­ве из не­ржа­ве­ю­щей стали, по­верх­ность ко­то­рой рав­но­мер­но про­гре­ва­ет­ся до тем­пе­ра­ту­ры, за­да­ва­е­мой тер­мо­ста­том. Тер­мо­стат уста­нав­ли­ва­ет ре­жи­мы гла­же­ния для раз­ных ма­те­ри­а­лов  — от ней­ло­на до льна. Утюг оснащён си­сте­мой по­да­чи пара, ко­то­рой управ­ля­ют с по­мо­щью кно­пок на ручке утюга: одна от­ве­ча­ет за по­да­чу струи го­ря­че­го влаж­но­го воз­ду­ха через от­вер­стия в по­дош­ве, дру­гая  — за раз­брыз­ги­ва­ние воды. Утюг рас­счи­тан на на­пря­же­ние 220 В, по­треб­ля­е­мая мощ­ность со­став­ля­ет 2 кВт при по­да­че пара 40 г/мин.

 

 

Пра­ви­ла экс­плу­а­та­ции

1.  Не­об­хо­ди­мо вклю­чать утюг в элек­три­че­скую сеть с за­зем­ле­ни­ем.

2.  За­пре­ща­ет­ся вклю­чать утюг в сеть влаж­ны­ми ру­ка­ми.

3.  При пе­ре­ры­вах в ра­бо­те утюг не­об­хо­ди­мо ста­вить на тер­мо­изо­ля­ци­он­ную под­став­ку.

4.  Не­об­хо­ди­мо сле­дить за тем, чтобы го­ря­чая по­дош­ва утюга не ка­са­лась элек­три­че­ско­го шнура.

5.  При глаж­ке не сле­ду­ет обиль­но сма­чи­вать ма­те­ри­ал водой.

Про­чи­тай­те фраг­мент тех­ни­че­ско­го опи­са­ния элек­три­че­ско­го утюга и вы­пол­ни­те за­да­ния 14 и 15.

 

По­че­му не сле­ду­ет обиль­но сма­чи­вать ткань при глаж­ке?

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.