Zadanie: Matura CKE Czerwiec 2023 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Wiązkę protonów przyśpieszono w polu elektrycznym napięciem $U = 270\ 	ext{kV}$ od prędkości początkowej równej $0$ do prędkości o wartości $v$. Przyśpieszona wiązka protonów pada na tarczę zawierającą jądra litu $^{7}_{3}	ext{Li}$. W wyniku zderzenia pojedynczego protonu z nieruchomym jądrem litu $^{7}_{3}	ext{Li}$ powstały dwie cząstki $\alpha$.

Całkowita energia kinetyczna cząstek $\alpha$ jest większa od energii kinetycznej protonu padającego na tarczę.

Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanej reakcji jądrowej, wyrażone w jednostkach atomowych, mają następujące wartości:
$m_{p} = 1,007276\ 	ext{u}$ – masa protonu
$m_{\alpha} = 4,001506\ 	ext{u}$ – masa cząstki $\alpha$ (jądra helu $^{4}	ext{He}$)
$m_{Li} = 7,014357\ 	ext{u}$ – masa jądra litu $^{7}_{3}	ext{Li}$. Pytanie 1: Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

[prawda_falsz1] Pytanie 2: Zapisz równanie reakcji jądrowej opisanej we wstępie do zadania. W zapisie reakcji uwzględnij liczby masowe oraz liczby atomowe.

Równanie reakcji:
[odp_otwarta1] Pytanie 3: Oblicz łączną energię kinetyczną produktów reakcji. 
Wynik podaj w $	ext{MeV}$, zaokrąglony do czterech cyfr znaczących.

Wskazówka: Przyjmij, że $1\ 	ext{u} \cdot c^{2} \approx 931,49\ 	ext{MeV}$ ($c$ to wartość prędkości światła w próżni).

[odp_otwarta1]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: PFP Odpowiedź 2: $\ce{^7_3Li + ^1_1p -> ^4_2He + ^4_2He}$ Odpowiedź 3: $2 \cdot E_{kin\ He} \approx 17,62 	ext{ MeV}$

1.	Suma mas jądra litu $^{7}_{3}\text{Li}$ i protonu jest większa od sumy mas dwóch cząstek $\alpha$ .	P	F
2.	Energia wiązania jądra litu $^{7}_{3}\text{Li}$ jest większa od sumy energii wiązań dwóch jąder helu $^{4}\text{He}$ .	P	F
3.	Suma mas czterech oddzielnych nukleonów tworzących jądro helu $^{4}\text{He}$ jest większa od masy jądra helu.	P	F

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?