سوال ۴۱ · فیزیک
کنکور ریاضی ۱۴۰۳ نوبت دوم · سوال ۴۱ · کلید رسمی سازمان سنجش
فیزیک · فیزیک ۳ (ریاضی) · فصل ۶: آشنایی با فیزیک هسته‌ای
در برتوزایی طبیعی سه نوع ذرهٔ آلفا، بتا و گاما تولید می‌شود. در کدام مورد، به‌ترتیب از راست به چپ، قدرت نفوذ ذرات بیشتر می‌شود؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
۱. قدرت نفوذ نشان می‌دهد یک پرتو تا چه اندازه می‌تواند در ماده پیش برود. طبق مقایسهٔ کتاب، آلفا با لایه‌ای بسیار نازک از سرب متوقف می‌شود، بتا در سرب بیشتر نفوذ می‌کند و گاما بیشترین قدرت نفوذ را دارد (فیزیک ۳ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۴۲).
۲. پس رابطهٔ قدرت نفوذ این سه پرتو چنین است:
که در آن نشان‌دهندهٔ قدرت نفوذ است. بنابراین، ترتیب از کم‌نفوذترین به پرنفوذترین عبارت است از: ابتدا آلفا، سپس بتا و در پایان گاما.
۳. سؤال ترتیب افزایشی را از راست به چپ می‌خواهد؛ با خواندن گزینه‌ها در این جهت، گزینهٔ دوم همین ترتیب را بیان می‌کند.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز کم‌نفوذترین بودن آلفا را بداند، اما جای بتا و گاما را اشتباه بگیرد. این ترتیب نادرست است، زیرا قدرت نفوذ گاما از بتا بیشتر است، نه کمتر.
- گزینهٔ ۳: ممکن است دانش‌آموز «بیشترین نفوذ داشتن گاما» را با «اول آمدن گاما» اشتباه بگیرد. در ترتیب افزایشی، گاما باید در پایان قرار بگیرد؛ همچنین نفوذ آلفا از بتا کمتر است.
- گزینهٔ ۴: ممکن است دانش‌آموز سنگین‌تر بودن ذرهٔ آلفا را نشانهٔ نفوذ بیشتر آن بداند و آن را در پایان بگذارد. اما آلفا کمترین قدرت نفوذ را دارد؛ بنابراین قرار گرفتن آن پس از گاما نادرست است.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- در بخش «پرتوزایی طبیعی و نیمه‌عمر» به مقایسهٔ نفوذ سه پرتو در سرب توجه کن؛ ملاک، توانایی عبور از ماده است.
- پرتویی که با لایهٔ نازک‌تری از ماده متوقف می‌شود، نفوذ کمتری دارد. آلفا را در ابتدای ترتیب افزایشی قرار بده.
- برای تعیین جای دو پرتو باقی‌مانده، به یاد بیاور که گاما می‌تواند از ضخامت بسیار بیشتری از سرب نسبت به بتا عبور کند؛ سپس ترتیب را در جهت خواسته‌شدهٔ سؤال بخوان.