حلول الأسئلة

السؤال

نصف قطر السنكروترون في مختبرفيرمي 2 km، وتتحرك البروتونات التي تدور داخله بسرعة تساوي سرعة الضوء في الفراغ تقريباً.

الحل

ما الفترة الزمنية التي يحتاج إليها البروتون حتى يكمل دورة كاملة.

2.1105 s

تدخل البروتونات الحلقة بطاقة 8 Gev فتكتسب طاقة 2.5 Mev في كل دورة، ما عدد الدورات التي يجب أن يكملها قبل أن تصل طاقتها إلى 400 Gev؟

1.6105 دورة.

ما الفترة الزمنية التي تحتاج إليها البروتونات حتى تتسارع إلى 400 Gev؟

3.4 s

ما المسافة التي تقطعها البروتونات التي تنقل خلال هذا التسارع؟

109.ًm

أو مليون كيلو متر تقريباً.

شاهد حلول جميع الاسئلة

حلول أسئلة اتقان حل المسائل

التقويم

إتقان حل المسائل:

1 -7 النواة:

64. ما الجسيمات التي تكون ذرة 47109Agوما عدد كل منها؟

7 إلكتروناً.
47 بروتوناً.
62 نيوتروناً.

65. ما رمز النظير (الذي يستخدم في التفاعلات النووية) لذرة زنك مكونة من 30 بروتوناً و34 نيوتروناً؟

3n64Z

66. نظير الكبريت 1632S له كتلة نووية مقدارها 31.97207u. ما مقدار:

a. فرق الكتلة للنظير؟

-0.29177u

b. طاقة الربط النووية لنواة الكبريت؟

-271.78 MeV

c. طاقة الربط لكل نيوكليون؟

-8.4931 MeV/نيكلون

67. لنظير النتروجين كتلة نووية مقدارها 12.0188u ما مقدار:

a. طاقة الربط لكل نيوكليون؟

-6.1556 MeV/ نيكلون

b. أيهما يحـتاج إلى طاقة أكبر: فصل النيوكليون من نواة  712Nأم من نواة  714N؟ علمًا بأن كتلة 14.00307u.

تحتاج إلى طاقة أكبر لإزالة النوكليون من نواة 714N

68. يبتعد بروتونان موجباً الشحنة في نواة الهيليوم أحدهما عن الآخر مسافة 2x1015m تقريباً استخدم قانون كولوم لإيجاد القوة الكهربائية للتنافر بين البروتونين، سوف تعطيك الإجابة مؤشراً عن مقدار القوة النووية القوية.

58 N

69. إذا كانت طاقة الربط النووية لنواة الهيليوم  24He 28.3mev - فاحسب كتلة نظير الهيليوم بوحدة الكتلة الذرية.

4 u

2-7 الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية:

70. اكتب المعادلة النووية الكاملة لاضمحلال ألفا للنظير  86222Rn.

86222Rn84218Po+24He

71. اكتب المعادلة النووية الكاملة لاضمحلال بيتا للنظري  3689Kr.

3689Kr3789Rb+10e+00γ

72. أكمل المعادلات النووية التالية:

89225Ac24He+   87221F .a

88227Ra10e+89225AC +  00γ . b

3965Cu+01n3966Cu11p+265Ni .C

92235U+01n4096Zr+3(01n)+   52136Te d

73. عمر النصف لنظير معين 3 أيام، ما النسبة المئوية للمادة الأصلية التي ستبقى بعد:

.a 6 أيام.

25 %

.b 9 أيام.

13%

.c12 يوماً.

6.3 %

74. في إحدى حوادث مختبر أبحاث، انسكب نظير مشع عمر النصف له ثلاثة أيام، وكان الإشعاع ثمانية أضعاف الكمية العظمى المسموح بها، كم يجب أن ينتظر العاملون قبل أن يستطيعوا الدخول إلى المختبر؟

لتنخفض النشاطية الإشعاعية إلى ثمن الكمية الأصلية، يجب أن تنتظر ثلاثة أعمار نصف أو 9 أيام.

75. عندما قذف نظير البورن 511Bفإنه يمتص بروتوناً ويطلق نيوتروناً.

a. ما العنصر المتكون؟

الكربون.

b. اكتب المعادلة النووية لهذا التفاعل.

511B+11p611C+01n

c. النظير المتكون مشع ويضمحل بانبعاث بوزترون، اكتب المعادلة النووية الكاملة لهذا التفاعل.

611C511B+10e+00γ

76. حررت القنبلة الذرية الأولى طاقة تعادل 10×2 كيلو طن من مادة TNT، فإذا كان كل كيلو طن واحد من TNT يكافئ 5x1012J. وكان اليورانيوم -235 يحرر ذرة /J 11-10 × 3.21، فكم كانت كتلة اليورانيوم 235 التي خضعت للانشطار لتوليد طاقة القنبلة؟

1.2 kg

77. خلال تفاعل الاندماج يتحد ديوترونان 12H لتكوين نظير الهيليوم  23He. ما الجسيم الآخر الذي تكون؟

نيوترون.

78. عمر النصف لنظير البولونيوم 84209PO103 سنه كم تستغرق عينة 100 g حتى تضمحل ليبقى منها 3.1 g؟

500 سنة.

7-3 وحدات بناء المادة:

79. ما شحنة الجسيم الذي يتكون من ثلاثة كواركات علوية؟

2 + جسيمات مشحونة اولية

80. شحنة ضديد الكوارك معاكسة لشحنة الكوارك، يتكون البيون من كوارك علوي ومن ضديد الكوارك السفلي ud، ما شحنة هذا البيون؟

.1+ جسيم مشحون أولي

81. تتكون البيونات من كوارك وضديد الكوارك، أوجد شحنة البيون الذي يتكون من:

a.uu¯

0 شحنة.

b.du¯

1-شحنة.

c.dd¯

0 شحنة.

82. الباريونات جسيامت تتكون من ثالثة كواركات، أوجد الشحنة على كل من الباريونات التالية:

a. نيوترون ddu.

0

b.بروتون ضديد.u¯u¯d¯

-1

83. نصف قطر السنكروترون في مختبرفيرمي 2 km، وتتحرك البروتونات التي تدور داخله بسرعة تساوي سرعة الضوء في الفراغ تقريباً.

a. ما الفترة الزمنية التي يحتاج إليها البروتون حتى يكمل دورة كاملة.

2.1105 s

b. تدخل البروتونات الحلقة بطاقة 8 Gev فتكتسب طاقة 2.5 Mev في كل دورة، ما عدد الدورات التي يجب أن يكملها قبل أن تصل طاقتها إلى 400 Gev؟

1.6105 دورة.

c. ما الفترة الزمنية التي تحتاج إليها البروتونات حتى تتسارع إلى 400 Gev؟

3.4 s

d. ما المسافة التي تقطعها البروتونات التي تنقل خلال هذا التسارع؟

109.ًm

أو مليون كيلو متر تقريباً.

84. الشكل 20-7 يبين مسارات في حجرة الفقاعة، ما بعض الأسباب التي تسبب انحراف أحد المسارات أكثر من المسارات الأخرى؟

شكل

تنحني مسارات الجسيمات الأسرع بشكل أقل.

مشاركة الدرس

السؤال

نصف قطر السنكروترون في مختبرفيرمي 2 km، وتتحرك البروتونات التي تدور داخله بسرعة تساوي سرعة الضوء في الفراغ تقريباً.

الحل

ما الفترة الزمنية التي يحتاج إليها البروتون حتى يكمل دورة كاملة.

2.1105 s

تدخل البروتونات الحلقة بطاقة 8 Gev فتكتسب طاقة 2.5 Mev في كل دورة، ما عدد الدورات التي يجب أن يكملها قبل أن تصل طاقتها إلى 400 Gev؟

1.6105 دورة.

ما الفترة الزمنية التي تحتاج إليها البروتونات حتى تتسارع إلى 400 Gev؟

3.4 s

ما المسافة التي تقطعها البروتونات التي تنقل خلال هذا التسارع؟

109.ًm

أو مليون كيلو متر تقريباً.

حلول أسئلة اتقان حل المسائل

التقويم

إتقان حل المسائل:

1 -7 النواة:

64. ما الجسيمات التي تكون ذرة 47109Agوما عدد كل منها؟

7 إلكتروناً.
47 بروتوناً.
62 نيوتروناً.

65. ما رمز النظير (الذي يستخدم في التفاعلات النووية) لذرة زنك مكونة من 30 بروتوناً و34 نيوتروناً؟

3n64Z

66. نظير الكبريت 1632S له كتلة نووية مقدارها 31.97207u. ما مقدار:

a. فرق الكتلة للنظير؟

-0.29177u

b. طاقة الربط النووية لنواة الكبريت؟

-271.78 MeV

c. طاقة الربط لكل نيوكليون؟

-8.4931 MeV/نيكلون

67. لنظير النتروجين كتلة نووية مقدارها 12.0188u ما مقدار:

a. طاقة الربط لكل نيوكليون؟

-6.1556 MeV/ نيكلون

b. أيهما يحـتاج إلى طاقة أكبر: فصل النيوكليون من نواة  712Nأم من نواة  714N؟ علمًا بأن كتلة 14.00307u.

تحتاج إلى طاقة أكبر لإزالة النوكليون من نواة 714N

68. يبتعد بروتونان موجباً الشحنة في نواة الهيليوم أحدهما عن الآخر مسافة 2x1015m تقريباً استخدم قانون كولوم لإيجاد القوة الكهربائية للتنافر بين البروتونين، سوف تعطيك الإجابة مؤشراً عن مقدار القوة النووية القوية.

58 N

69. إذا كانت طاقة الربط النووية لنواة الهيليوم  24He 28.3mev - فاحسب كتلة نظير الهيليوم بوحدة الكتلة الذرية.

4 u

2-7 الاضمحلال النووي والتفاعلات النووية:

70. اكتب المعادلة النووية الكاملة لاضمحلال ألفا للنظير  86222Rn.

86222Rn84218Po+24He

71. اكتب المعادلة النووية الكاملة لاضمحلال بيتا للنظري  3689Kr.

3689Kr3789Rb+10e+00γ

72. أكمل المعادلات النووية التالية:

89225Ac24He+   87221F .a

88227Ra10e+89225AC +  00γ . b

3965Cu+01n3966Cu11p+265Ni .C

92235U+01n4096Zr+3(01n)+   52136Te d

73. عمر النصف لنظير معين 3 أيام، ما النسبة المئوية للمادة الأصلية التي ستبقى بعد:

.a 6 أيام.

25 %

.b 9 أيام.

13%

.c12 يوماً.

6.3 %

74. في إحدى حوادث مختبر أبحاث، انسكب نظير مشع عمر النصف له ثلاثة أيام، وكان الإشعاع ثمانية أضعاف الكمية العظمى المسموح بها، كم يجب أن ينتظر العاملون قبل أن يستطيعوا الدخول إلى المختبر؟

لتنخفض النشاطية الإشعاعية إلى ثمن الكمية الأصلية، يجب أن تنتظر ثلاثة أعمار نصف أو 9 أيام.

75. عندما قذف نظير البورن 511Bفإنه يمتص بروتوناً ويطلق نيوتروناً.

a. ما العنصر المتكون؟

الكربون.

b. اكتب المعادلة النووية لهذا التفاعل.

511B+11p611C+01n

c. النظير المتكون مشع ويضمحل بانبعاث بوزترون، اكتب المعادلة النووية الكاملة لهذا التفاعل.

611C511B+10e+00γ

76. حررت القنبلة الذرية الأولى طاقة تعادل 10×2 كيلو طن من مادة TNT، فإذا كان كل كيلو طن واحد من TNT يكافئ 5x1012J. وكان اليورانيوم -235 يحرر ذرة /J 11-10 × 3.21، فكم كانت كتلة اليورانيوم 235 التي خضعت للانشطار لتوليد طاقة القنبلة؟

1.2 kg

77. خلال تفاعل الاندماج يتحد ديوترونان 12H لتكوين نظير الهيليوم  23He. ما الجسيم الآخر الذي تكون؟

نيوترون.

78. عمر النصف لنظير البولونيوم 84209PO103 سنه كم تستغرق عينة 100 g حتى تضمحل ليبقى منها 3.1 g؟

500 سنة.

7-3 وحدات بناء المادة:

79. ما شحنة الجسيم الذي يتكون من ثلاثة كواركات علوية؟

2 + جسيمات مشحونة اولية

80. شحنة ضديد الكوارك معاكسة لشحنة الكوارك، يتكون البيون من كوارك علوي ومن ضديد الكوارك السفلي ud، ما شحنة هذا البيون؟

.1+ جسيم مشحون أولي

81. تتكون البيونات من كوارك وضديد الكوارك، أوجد شحنة البيون الذي يتكون من:

a.uu¯

0 شحنة.

b.du¯

1-شحنة.

c.dd¯

0 شحنة.

82. الباريونات جسيامت تتكون من ثالثة كواركات، أوجد الشحنة على كل من الباريونات التالية:

a. نيوترون ddu.

0

b.بروتون ضديد.u¯u¯d¯

-1

83. نصف قطر السنكروترون في مختبرفيرمي 2 km، وتتحرك البروتونات التي تدور داخله بسرعة تساوي سرعة الضوء في الفراغ تقريباً.

a. ما الفترة الزمنية التي يحتاج إليها البروتون حتى يكمل دورة كاملة.

2.1105 s

b. تدخل البروتونات الحلقة بطاقة 8 Gev فتكتسب طاقة 2.5 Mev في كل دورة، ما عدد الدورات التي يجب أن يكملها قبل أن تصل طاقتها إلى 400 Gev؟

1.6105 دورة.

c. ما الفترة الزمنية التي تحتاج إليها البروتونات حتى تتسارع إلى 400 Gev؟

3.4 s

d. ما المسافة التي تقطعها البروتونات التي تنقل خلال هذا التسارع؟

109.ًm

أو مليون كيلو متر تقريباً.

84. الشكل 20-7 يبين مسارات في حجرة الفقاعة، ما بعض الأسباب التي تسبب انحراف أحد المسارات أكثر من المسارات الأخرى؟

شكل

تنحني مسارات الجسيمات الأسرع بشكل أقل.