Лабораторная работа № 7. Изучение деления ядра атома урана по фотографии треков. Тренировочные задания и вопросы.

1. **Сформулируйте закон сохранения импульса.** В замкнутой системе векторная сумма импульсов всех тел, входящих в систему, остается постоянной при любых взаимодействиях этих тел между собой: $\vec{p}_1 + \vec{p}_2 = \text{const}$. Для двух тел: $m_1\vec{v}_1 + m_2\vec{v}_2 = m_1\vec{v}_1' + m_2\vec{v}_2'$. 2. **Объясните физический смысл уравнения: $m_1 v_1 + m_2 v_2 = 0$** Это уравнение описывает закон сохранения импульса для системы из двух тел, которые изначально покоились. После взаимодействия (например, распада ядра) они разлетаются в противоположных направлениях так, что их суммарный импульс остается равным нулю. Проекции их скоростей на одну ось будут иметь разные знаки. 3. **Почему реакция деления ядер урана идет с выделением энергии в окружающую среду?** Масса покоя тяжелого ядра урана больше, чем сумма масс покоя образующихся осколков деления. Эта разница масс (дефект массы) согласно формуле $E=mc^2$ выделяется в виде кинетической энергии осколков и излучения. 4. **На примере любой реакции объясните, в чем заключаются законы сохранения заряда и массового числа.** Возьмем реакцию: $^{235}_{92}\text{U} + ^1_0n \rightarrow ^{144}_{56}\text{Ba} + ^{89}_{36}\text{Kr} + 3^1_0n$. Закон сохранения заряда: сумма нижних индексов слева ($92+0=92$) равна сумме справа ($56+36+3\cdot0=92$). Закон сохранения массового числа: сумма верхних индексов слева ($235+1=236$) равна сумме справа ($144+89+3\cdot1=236$). 5. **Найдите неизвестный элемент периодической таблицы, образовавшийся в результате следующей реакции $\beta$-распада: $^{14}_6\text{C} \rightarrow X + ^0_{-1}e$** При $\beta$-распаде массовое число не меняется, а зарядовое число увеличивается на 1: $14 = A + 0 → A=14$; $6 = Z + (-1) → Z=7$. Элемент с порядковым номером 7 — Азот ($N$). **Ответ: $^{14}_7\text{N}$**. 6. **В чем заключается принцип действия фотоэмульсии?** Быстрая заряженная частица, проходя сквозь слой фотоэмульсии, ионизирует кристаллы бромида серебра на своем пути. При последующем химическом проявлении в этих местах образуются зерна металлического серебра, формируя видимый след — трек частицы.