Løsninger til Opgaver i fysik A-niveau Fysikforlaget ... - szymanski spil

Løsningerne er hentet på www.szymanskispil.dk
Opgave A12 side 33: Kortere halveringstid
a) Når Be-7 kerner indfanger en af sine elektroner (fra den inderste bane), vil den omdannes til
en anden kerne:
7 0 7
Be e
Li
4
1 3
Ladningsbevarelsen giver, at grundstofnummeret skal være 3, dvs. lithium.
Nukleontalsbevarelsen giver, at det skal være Li-7.
Endelig er der leptontalsbevarelsen, der er opfyldt, når der udsendes en neutrino.
m
m
m
Li 7kerne
Q m
c
Li 7atom
2
( m
m
Be7kerne
Be7atom
m ) m
e
Li 7atom
3
m
7,016 004 55 - 7,01692983
( m
Be7atom
MeV
0,
00092528u
931,
5 0,
86189832MeV
0,
8619MeV
u
e
-0,00092528u
4 m m )
b) 1 time er væsentlig mindre end halveringstiden på 53,3 døgn, så man kan gå ud fra, at antallet
af kerner ikke ændrer sig væsentligt i den time, der måles.
Det forventede antal henfaldne kerner -N i løbet af en time kan så bestemmes ud fra
aktiviteten A og tidsrummet:
ln 2
ln 2
9
5
N
A
t
k N t
N t
1,
0310
1time
558116 5,
610
.
T 53,
3
24timer
½
Den procentvise afvigelse for eksperimentet er:
N
573000 - 558116
0,
02666829 2,
7%
N
558116
Da dette er over 0,50%, viser eksperimentet, at halverings tiden er ændret.
Opgave A13 side 34: Dobbelt - -henfald
a) Man skal bestemme Q-værdien for de to typer henfald.
Først ses på det almindelige - 82 82 0
-henfald: 34 Se35Br
1e
Til beregning af Q-værdier er det kernemasser, der skal bruges, og databogen (1998-udgaven;
Nukliders masse og bindingsenergi side 221) giver atommasserne, men da man skulle trække 34
elektronmasser fra på venstresiden (Se-atomet har 34 elektroner), mens man på højresiden skulle
trække 35 elektronmasser fra (Br-atomet har 35 elektroner) og derefter lægge den udsendte
elektron til, så ville disse additioner og subtraktioner gå lige op, og derfor kan atommasserne af de
to nuklider bruges:
m m ) 931,
5MeV
/ u
Q ( Br 82
Se82
( 81,
916802u
81,
916698u)
931,
5MeV
/ u 0,
0969MeV
0
Da Q-værdien er negativ, kan denne proces ikke forekomme.
Dobbelte - -henfald: 2 2
0
82 82
34Se
36Kr
1e
Q (
mKr82
mSe82)
931,
5MeV
/ u
( 81,
913482u
81,
916698u)
931,
5MeV
/ u 3,
00MeV
0
Da Q-værdien er positiv, kan denne proces godt forekomme.
e
e