Set ini mempunyai dua belas soalan asli, disusun daripada yang lebih mudah kepada lebih sukar, merangkumi kelima-lima pelajaran dalam model atom dan nukleus. Soalan 1 hingga 4 ialah pemanasan, 5 hingga 8 membina ketepatan, dan 9 hingga 12 menggabungkan kemahiran. Semua data ialah rekaan.
Cuba setiap soalan di atas kertas dan tulis kerja anda seperti dalam peperiksaan. Kemudian buka jawapan, tandakan yang salah dan gunakan senarai di hujung untuk tahu pelajaran mana yang perlu diulang.
Soalan
1. Nyatakan sama ada setiap peristiwa ialah perubahan atom atau nukleus. Nyatakan juga sama ada unsur berubah. (a) atom natrium neutral kehilangan satu elektron; (b) radium-226 memancarkan zarah alfa; (c) elektron jatuh ke aras tenaga lebih rendah dalam atom.
Lihat jawapan
(a) Atom. Hanya elektron yang berubah, jadi ia masih natrium, kini ion positif. (b) Nukleus. Nombor proton berkurang 2, jadi unsur baharu terbentuk. (c) Atom. Nukleus tidak berubah, jadi unsur sama.
2. Klorin mempunyai nombor proton 17. Dua isotop mempunyai nombor nukleon 35 dan 37. Berapakah neutron setiap satu, dan mengapa ia unsur yang sama?
Lihat jawapan
Neutron = A − Z. Bagi klorin-35: 35 − 17 = 18. Bagi klorin-37: 37 − 17 = 20. Kedua-duanya mempunyai 17 proton, dan nombor proton menentukan unsur, jadi ia unsur yang sama dengan bilangan neutron berbeza.
3. Radon-222, 22286Rn, mereput melalui pancaran alfa. Tulis persamaannya.
Lihat jawapan
Atas: 222 − 4 = 218. Bawah: 86 − 2 = 84, iaitu polonium.
22286Rn → 21884Po + 42He
Semak: 218 + 4 = 222 dan 84 + 2 = 86.
4. Natrium-24, 2411Na, mereput melalui pancaran beta. Tulis persamaannya.
Lihat jawapan
Atas kekal 24. Bawah: 11 = Z + (−1), maka Z = 12, iaitu magnesium.
2411Na → 2412Mg + 0−1e
Semak: 24 + 0 = 24 dan 12 + (−1) = 11.
5. Nukleus X mereput melalui pancaran alfa menjadi plumbum-208, 20882Pb. Cari nombor nukleon dan nombor proton X.
Lihat jawapan
Kerjakan ke belakang. X → 20882Pb + 42He. Atas: A = 208 + 4 = 212. Bawah: Z = 82 + 2 = 84.
X ialah 21284Po, polonium-212.
6. Berikan dua perbezaan antara sinaran beta dengan sinaran gamma.
Lihat jawapan
Zarah beta ialah elektron laju bercas negatif, manakala sinar gamma ialah gelombang elektromagnet tanpa cas. Beta dihentikan oleh beberapa milimeter aluminium, manakala gamma hanya dikurangkan oleh plumbum atau konkrit tebal. Beta dipesong oleh medan magnet, manakala gamma tidak.
7. Kadar bilangan latar belakang ialah 30 bilangan/min. Satu sampel memberi kadar bilangan terukur berikut.
| Masa (min) | 0 | 6 | 12 | 18 |
|---|---|---|---|---|
| Terukur (bilangan/min) | 510 | 270 | 150 | 90 |
Cari separuh hayat. Ramalkan kadar bilangan terbetul dan terukur pada 30 min.
Lihat jawapan
Tolak 30 daripada setiap satu: 480, 240, 120, 60. Setiap langkah 6 min menjadikan nilai separuh, jadi separuh hayat ialah 6 minit.
Pada 30 min terdapat 30 ÷ 6 = 5 separuh hayat. Kadar terbetul = 480 ÷ 25 = 480 ÷ 32 = 15 bilangan/min. Pengesan akan mengukur 15 + 30 = 45 bilangan/min.
8. Satu sumber dikira untuk enam sela 10 s yang berasingan. Bilangannya ialah 12, 9, 14, 11, 9 dan 13. Latar belakang ialah 8 bilangan/min. Cari kadar bilangan daripada sumber sahaja, dan terangkan mengapa bilangan berbeza.
Lihat jawapan
Jumlah = 12 + 9 + 14 + 11 + 9 + 13 = 68 bilangan dalam 6 × 10 s = 60 s. Jadi kadar terukur ialah 68 bilangan/min. Kadar terbetul = 68 − 8 = 60 bilangan/min.
Bilangan berbeza kerana pereputan bersifat rawak. Bilangan nukleus yang mereput dalam setiap sela berubah di sekitar purata.
9. Terangkan mengapa sumber alfa biasanya berisiko rendah apabila dipegang di luar badan tetapi boleh amat merosakkan jika tertelan.
Lihat jawapan
Zarah alfa sangat mengion, jadi ia kehilangan tenaga dalam beberapa sentimeter udara dan dihentikan oleh kulit atau pakaian. Di luar badan, ia tidak sampai ke tisu sensitif. Di dalam badan, sumber bersentuhan dengan tisu, jadi semua tenaga dimendapkan dalam isi padu yang sangat kecil, menyebabkan pengionan dan kerosakan yang tertumpu.
10. Kadar bilangan latar belakang ialah 15 bilangan/min. Satu sumber memberi 620 bilangan/min tanpa penyerap, 617 dengan kertas, 590 dengan aluminium 3 mm dan 70 dengan plumbum 5 cm. Kenal pasti sinaran dan beri sebab bagi jawapan anda.
Lihat jawapan
Kertas dan aluminium nipis hampir tidak mengurangkannya, yang menyingkirkan alfa dan beta. Plumbum tebal mengurangkan kadar terbetul daripada 620 − 15 = 605 kepada 70 − 15 = 55 bilangan/min, kira-kira 9% daripada asal. Ia dikurangkan dengan ketara tetapi tidak sampai sifar. Ini sepadan dengan gamma.
11. Uranium-238, 23892U, memancarkan zarah alfa, dan nukleus yang terbentuk kemudian memancarkan zarah beta. Cari nombor proton dan nombor nukleon nukleus akhir.
Lihat jawapan
Langkah 1, alfa: A = 238 − 4 = 234, Z = 92 − 2 = 90. Ini ialah 23490Th.
Langkah 2, beta: A kekal 234, Z = 90 + 1 = 91. Ini ialah 23491Pa.
Z = 91 dan A = 234.
12. Seorang pelajar berkata: “Jika saya memanaskan sampel, separuh hayatnya akan lebih pendek, kerana atom bergerak lebih laju.” Terangkan apa yang salah.
Lihat jawapan
Pereputan radioaktif ialah perubahan dalam nukleus, yang tidak dipengaruhi oleh pemanasan. Pemanasan mengubah kelajuan atom bergerak, bukan peluang nukleus mereput. Separuh hayat bagi sesuatu isotop kekal malar, dan pereputan kekal rawak.
Jika anda tersilap
- Soalan 1, 2 atau 12: anda mungkin mencampuradukkan perubahan atom dan nukleus, atau menganggap perubahan pada elektron sebagai nukleus. Pergi ke bezakan perubahan atom dan nukleus.
- Soalan 3, 4, 5 atau 11: nombor atas atau bawah tersasar. Pergi ke seimbangkan persamaan nukleus yang mudah, dan tulis kedua-dua jumlah setiap kali.
- Soalan 6 atau 10: sifat-sifat belum tersusun. Pergi ke bandingkan sifat sinaran secara deskriptif.
- Soalan 7 atau 8: semak sama ada anda menolak latar belakang dan sama ada anda membahagi dua daripada nilai terbetul. Pergi ke tafsir data kadar bilangan rawak.
- Soalan 9 atau 10: pengionan dan kebolehtelapan mungkin bercampur. Pergi ke pisahkan sifat pengionan daripada kebolehtelapan.
Catat setiap kesilapan dalam log kesilapan dan baris gilir ujian semula bersama jenis kesilapannya, supaya soalan baharu boleh diuji semula kemudian. Untuk pelan yang lebih luas, kembali ke gambaran keseluruhan topik.
Jika jenis kesilapan yang sama terus berulang, guru dalam tuisyen Physics dalam talian secara satu dengan satu boleh memerhati kerja anda dan memberi soalan baharu pada bahagian yang lemah.