يراقب نظر يخضع لاضمحلال إشعاعي بواسطة كاشف إشعاعي، فيسجل عدد العدات كل خمس دقائق، وبحسب النتائج الموضحة في الجدول 4-7 أزيلت العينة بعد ذلك، وسجل الكاشف الإشعاعي 20 عدة ناتجة عن الأشعة الكونية خلال 5 دقائق، أوجد عمر نصف النظير، لاحظ أنه يجب أن تطرح 20 عدة أولية من كل نتيجة، ثم عين العدات كدالة رياضية مع الزمن برسم بياني، وحدد عمر النص.

4 دقائق تقريباً.

حلول مراجعة عامة والتفكير الناقد والكتابة في الفيزياء

مراجعة تراكمية:

85. كل الأنوية التالية تستطيع أن تمتص جسيم α، افترض أنه لا تنبعث جسيمات ثانوية من النواة، أكمل المعادلات التالية:

${}_7^{14}\mathrm{N}{+}_2^4\mathrm{He}⟶— .\mathbf{a}$

${}_7^{14}\mathbf{N}{+}_2^4\mathbf{He}{{\to }^{18}}_9\mathbf{F}$

${}_{13}^{27}\mathrm{Al}{+}_2^4\mathrm{He}⟶ — \cdot \mathbf{b}$

${}_{13}^{27}\mathrm{Al}{+}_2^4\mathrm{He}{\to }_{15}^{31}\mathrm{P}$

86. عمر النصف للرادون 15h ما الكمية المتبقية من العينة بعد مرور 60 h؟

يبقى $\frac{1}{16}$

87. إحدى تفاعلات الاندماج البسيطة تتضمن إنتاج الديتريوم ${}_1^2\mathrm{H}$(2.014102u) من نيوترون وبروتون، اكتب تفاعل الاندماج الكامل، وأوجد مقدار الطاقة المتحررة.

${}_0^1\mathbf{n}{\to }_1^1\mathbf{p}\mathbf{+}\mathbf{ }\mathbf{ }{{\mathbf{ }}^{ }}_1^2\mathbf{H}$

1.713MeV

88. كتلة نواة اليورانيوم ${}_{92}^{32}\mathrm{U}$= 232.0287u، ويضمحل إلى الثوريوم ${}_{90}^{228}\mathrm{Th}$الذي كتلته 228.0287u بانبعاث جسيم α الذي كتلته = 4.0026u، وطاقته الحركية 3.5 Mev، كم يجب أن تكون الطاقة الحركية لنواة الثوريوم المتكونة؟

0.2 MeV

التفكير الناقد:

89. استنتج لأشعة جاما زخم، وزخم شعاع جاما ذي الطاقة E يساويE/c، حيث c سرعة الضوء، عندما يضمحل زوج إلكترون-بوزترون إلى إشعاعي جاما فإن كلاً من الزخم والطاقة يجب أن يكونا محفوظين، إذا كان مجموع طاقات أشعة جاما تساوي 1.02 Mev، وكان كل من البوزترون والإلكترون مبدئياً في حالة سكون، فكم يجب أن يكون مقدار واتجاه زخم إشعاعين من أشعة جاما؟

لأن العزم الابتدائي صفر فإن هذا يجب أن يكون العزم النهائي، لذلك فإن شعاعي جاما يجب أن يكون لهما عزمان متساويان في المقدار ومختلفان في الإشارة، مقدار العزم = $kg \frac{m}{s}$ ^22-10 × 2.72.

90. استنتج. إذا كان زوج إلكترون–بوزترون في حالة سكون، ويستطيع أن يضمحل إلى ثلاث إشعاعات جاما، وكانت إشعاعات جاما الثلاثة لها طاقات متساوية، فكيف يجب أن تكون اتجاهاتها النسبية؟ وضح بالرسم.

لحفظ الزخم فإن إشعاعات جاما الثلاثة يجب أن تكون في المستوي نفسه وبزوايا °120 بينها.

91. قدر. يطلق تفاعل اندماجي واحد في الشمس طاقة 25 تقريباً قدر عدد التفاعلات التي تحدث في ثانية من سطوع الشمس الذي يكون عنده معدل الطاقة المنبعثة 4x10²⁶w.

تفاعل /$s$ 1038

92. تفسير البيانات. يراقب نظر يخضع لاضمحلال إشعاعي بواسطة كاشف إشعاعي، فيسجل عدد العدات كل خمس دقائق، وبحسب النتائج الموضحة في الجدول 4-7 أزيلت العينة بعد ذلك، وسجل الكاشف الإشعاعي 20 عدة ناتجة عن الأشعة الكونية خلال 5 دقائق، أوجد عمر نصف النظير، لاحظ أنه يجب أن تطرح 20 عدة أولية من كل نتيجة، ثم عين العدات كدالة رياضية مع الزمن برسم بياني، وحدد عمر النص.

4 دقائق تقريباً.

الكتابة في الفيزياء:

93. ابحث في الفهم الحالي للمادة المعتمة في الكون، وما أهمية هذه المادة لعماء الكونيات؟ وما مكونات هذه المادة؟

25% تقريباً من الكون مادة معتمة، وهناك حاجة لتفسير دوران المجرة وتمدد الكون وبناء على إحدى النظريات فإن المادة المعتمة ليست مصنوعة من المواد العادية التي يشملها النموذج المعياري، قد تتفاعل مع المواد العادية فقط من خلال الجاذبية والقوى النووية الضعيفة.

94. ابحث في تعقب الكوارك العلوي، لماذا افترض الفيزيائيون وجوده؟

اقترح العلماء النظريون وجود صفة مميزة للكواركات، وأدركوا أن الكواركات توجد على شكل أزواج، وجد الكوارك السفلي عام 1977م أما الكوارك العلوي فلم يتم العثور عليه حتى عام 1995م.

مراجعة تراكمية:

95. إلكترون طول موجة دي برولي له 400 nm، (الطول الموجي الأقصر في الضوء المرئي).

a. أوجد سرعة الإلكترون.

1.82 × 10³ $\frac{m}{s}$

b. احسب طاقة الإلكترون بوحدة ev

9.43 × 10^-6 eV

96. يدخل فوتون طاقته 14ev ذرة هيدروجين في حالة استقرار ويؤينها، ما مقدار الطاقة الحركية التي ينطلق بها الإلكترون من الذرة؟

0.4 ev