نسخة الفيديو النصية
أي العبارات الآتية صواب عن انحراف تيار الإشعاع المؤين الذي يحتوي على جسيمات 𝛼، وجسيمات 𝛽، وأشعة 𝛾 في مجال مغناطيسي؟ أ: تنحرف جسيمات 𝛼 وجسيمات 𝛽 في نفس الاتجاه. ب: لا تنحرف جسيمات 𝛽 بفعل مجال كهربي. ج: تستطيع جسيمات 𝛽 أن تنحرف عائدة إلى المصدر الباعث. د: تنحرف جسيمات 𝛼 بدرجة أقل من جسيمات 𝛽. هـ: تنحرف أشعة 𝛾 في نفس اتجاه جسيمات 𝛽.
الإشعاع المؤين هو الإشعاع الذي يحمل طاقة كافية لإزالة الإلكترونات من الذرات. وتشمل الأمثلة الشائعة على الإشعاع المؤين جسيمات 𝛼 وجسيمات 𝛽 وأشعة 𝛾. لفهم كيفية تأثر هذه الأنواع من الإشعاع المؤين بالمجال المغناطيسي، من المهم أن نفهم تركيبها.
يتكون جسيم 𝛼 من بروتونين ونيوترونين، وهو نفس تركيب نواة ذرة الهليوم. كتلة جسيم 𝛼 تساوي أربع وحدات كتل ذرية موحدة، وشحنته الكلية مقدارها اثنان موجب؛ لأنه يحتوي على بروتونين موجبي الشحنة. الجسيم 𝛽، وخصوصًا الجسيم 𝛽 سالبًا، هو إلكترون عالي الطاقة. هذا الجسيم أصغر بكثير من جسيم 𝛼، وله كتلة مقدارها تقريبًا واحد مقسومًا على 1800 وحدة كتل ذرية موحدة. ونظرًا لأن الإلكترونات تحمل شحنة سالبة، فإن الجسيم 𝛽 سالبًا له بالمثل شحنة سالبة كلية.
أشعة 𝛾، التي تسمى أيضًا إشعاع 𝛾، هي شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية. وبذلك، فإن أشعة 𝛾 ليس لها كتلة ولا شحنة. عندما يمر كل نوع من أنواع الإشعاع هذه عبر مجال مغناطيسي، فقد ينحرف أو لا ينحرف بفعل قطبي المجال الموجب والسالب. ونظرًا لأن أشعة 𝛾 ليس لها شحنة، فلن تتأثر بمجال مغناطيسي وستستمر في التحرك عبر المسار نفسه.
جسيمات 𝛽 سالب ذات شحنة سالبة. ونظرًا لأن الشحنات المتضادة تتجاذب، فإن الجسيمات 𝛽 سالبًا ستنجذب إلى القطب الموجب. وعلى النقيض، جسيمات 𝛼 موجبة الشحنة؛ لذا يجب أن تنجذب إلى القطب السالب. ونظرًا لأن مقدار شحنة جسيم 𝛼 يساوي ضعف شحنة جسيم 𝛽 سالب، فقد نتوقع أن ينحرف جسيم 𝛼 أكثر في مجال مغناطيسي. لكن كتلة الجسيم 𝛼 أكبر من كتلة الجسيم 𝛽 بمقدار 7000 مرة. ونظرًا لأن جسيمات 𝛼 أكبر من جسيمات 𝛽 بكثير من حيث الكتلة، فإنها ستنحرف بدرجة أقل.
بعد معرفة كل هذه المعلومات، دعونا نلق نظرة على الخيارات. لا يمكن أن يكون خيار الإجابة أ صحيحًا؛ لأن الجسيمين 𝛼 و𝛽 ينحرفان في اتجاهين متضادين. ولا يمكن أن يكون خيارا الإجابة ب، ج صحيحين؛ لأن جسيمات 𝛽 تنحرف بفعل مجال كهربي ولا تنحرف للخلف باتجاه المصدر الباعث. أما الخيار هـ فهو غير صحيح؛ لأن أشعة 𝛾 لا تنحرف بفعل المجال المغناطيسي. وبذلك يتبقى لنا الخيار د. قد علمنا أن جسيمات 𝛼 تنحرف بدرجة أقل من جسيمات 𝛽.
إذن، العبارة الصحيحة عن انحراف تيار الإشعاع المؤين في مجال مغناطيسي هي الخيار د: تنحرف جسيمات 𝛼 بدرجة أقل من جسيمات 𝛽.
