16 задание ЕГЭ физика

Задание 16 проверяет физику атома и ядра (кодификатор 4.2.1, 4.3.1–4.3.4): планетарная модель атома, состав ядра, альфа- и бета-распад, ядерные реакции, закон радиоактивного распада. Ответ – число, 1 балл.

Состав ядра ${}_Z^{A}X$

• $Z$ – зарядовое число = число протонов = номер в таблице Менделеева = число электронов в нейтральном атоме.
• $A$ – массовое число = число нуклонов. Число нейтронов $N=A-Z$.
• Изотопы – одинаковое $Z$, разное $A$ (разное число нейтронов).

Частицы

Алгоритм для реакции

1. Запиши законы сохранения: сумма верхних индексов слева = справа (массовое число), сумма нижних слева = справа (заряд).
2. Найди неизвестные $A$ и $Z$. Если спрашивают элемент – найди его по $Z$ в таблице.

Разобранный пример (демоверсия). ${}_3^6\mathrm{L}\mathrm{i}+{}_1^2\mathrm{H}\to {}_Z^{A}X+{}_2^4\mathrm{H}\mathrm{e}$. Массовые числа: $6+2=A+4$, $A=4$. Заряды: $3+1=Z+2$, $Z=2$ (это тоже гелий). Ответ: 4.

Распады: альфа-распад – $A$ уменьшается на 4, $Z$ на 2; бета-минус-распад – $A$ не меняется, $Z$ растёт на 1 (нейтрон превращается в протон). Цепочка: число альфа-распадов $=\frac{\mathrm{\Delta }A}{4}$, затем бета-распады достраивают заряд.

Закон распада: $N=N_0\cdot 2^{-t\mathrm{/}T}$, $T$ – период полураспада. За $3T$ останется $\frac{1}{8}$, распадётся $\frac{7}{8}$.

Ловушки: путать $A$ и $Z$ (спрашивают «массовое число» – верхний индекс); забыть, что у электрона заряд $-1$; спрашивают число нейтронов, а пишут $A$; «сколько распалось» и «сколько осталось» – разные числа.