{"id":"fizyka-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad/14","paper_id":"fizyka-2020-czerwiec-matura-rozszerzona","number":"14","points":2,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2020,"month":"czerwiec","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 14. (0-2)\nDo wytwarzania neutronów można wykorzystać próbkę zawierającą polon 218Po oraz beryl 9Be.\nPolon ulega przemianie α, dlatego próbka zawierająca ten izotop jest źródłem cząstek α (jąder\nhelu), które następnie uderzają w jądra berylu. W wyniku reakcji cząstki α z jądrem berylu\npowstają jeden neutron oraz jedno jądro.\nUzupełnij dwa poniższe równania reakcji opisanych w treści zadania 14. Wpisz\nw wykropkowane miejsca właściwe liczby atomowe, liczby masowe oraz symbole\npierwiastków. Skorzystaj z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych.\n1)\n218Po → …\n… α\n2)\n… α + …\n9Be → …\n…n\nWypełnia\negzaminator\nNr zadania\n13.\n14.\nMaks. liczba pkt\n1\n2\nUzyskana liczba pkt\nMFA_1R\nBRUDNOPIS (nie podlega ocenie)","answer":null,"answer_text":"Zadanie 14. (0-2)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Znajomość i umiejętność\nwykorzystania pojęć i praw fizyki\ndo wyjaśniania procesów i zjawisk\nw przyrodzie.\nZdający:\n3.3) (P) wymienia właściwości promieniowania\njądrowego α, β, γ; opisuje rozpady alfa, beta\n(wiadomości o neutrinach nie są wymagane) […];\n3.5) (P) opisuje reakcje jądrowe, stosując zasadę\nzachowania liczby nukleonów i zasadę\nzachowania ładunku oraz zasadę zachowania\nenergii.\nZasady oceniania\n2 pkt - poprawne uzupełnienie równań obu reakcji.\n1 pkt - poprawne uzupełnienie równania jednej reakcji.\n0 pkt - brak spełnienia powyższych kryteriów.\nPoprawne rozwiązanie\n1) 84\n218Po → 82\n214Pb + 2\n4α\n2) 2\n4α + 4\n9Be → 6\n12C + 0\n1n","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Reakcja 1 - rozpad α polonu:**\n\n\\[{}^{218}_{84}\\text{Po} \\longrightarrow {}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{214}_{82}\\text{Pb}\\]\n\n**Reakcja 2 - reakcja cząstki α z berylem:**\n\n\\[{}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{9}_{4}\\text{Be} \\longrightarrow {}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{12}_{6}\\text{C}\\]\n\n## Sposób 1 - Prawa zachowania liczb jądrowych (metoda bilansowania)\n\n### Reakcja 1: Rozpad α polonu \\({}^{218}_{84}\\text{Po}\\)\n\nW przemianie α jądro emituje cząstkę alfa, czyli jądro helu \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\). Obowiązują dwa prawa zachowania:\n\n**Zasada zachowania liczby masowej (A):**\n\\[A_{\\text{Po}} = A_{\\alpha} + A_{\\text{córka}}\\]\n\\[218 = 4 + A_{\\text{córka}} \\implies A_{\\text{córka}} = 214\\]\n\n**Zasada zachowania liczby atomowej (Z):**\n\\[Z_{\\text{Po}} = Z_{\\alpha} + Z_{\\text{córka}}\\]\n\\[84 = 2 + Z_{\\text{córka}} \\implies Z_{\\text{córka}} = 82\\]\n\nZ \\(Z = 82\\) z tablicy pierwiastków (karta wzorów) odczytujemy: **ołów - Pb**.\n\n\\[\\boxed{{}^{218}_{84}\\text{Po} \\longrightarrow {}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{214}_{82}\\text{Pb}}\\]\n\n### Reakcja 2: Cząstka α uderza w \\({}^{9}_{4}\\text{Be}\\)\n\nProdukty: jeden neutron \\({}^{1}_{0}\\text{n}\\) i jedno nieznane jądro X.\n\n**Zasada zachowania liczby masowej (A):**\n\\[A_{\\alpha} + A_{\\text{Be}} = A_{\\text{n}} + A_X\\]\n\\[4 + 9 = 1 + A_X \\implies A_X = 12\\]\n\n**Zasada zachowania liczby atomowej (Z):**\n\\[Z_{\\alpha} + Z_{\\text{Be}} = Z_{\\text{n}} + Z_X\\]\n\\[2 + 4 = 0 + Z_X \\implies Z_X = 6\\]\n\nZ \\(Z = 6\\) odczytujemy: **węgiel - C**.\n\n\\[\\boxed{{}^{4}_{2}\\text{He} + {}^{9}_{4}\\text{Be} \\longrightarrow {}^{1}_{0}\\text{n} + {}^{12}_{6}\\text{C}}\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez sumę ładunków i mas (kontrolna tabela)\n\nDobrą praktyką jest kontrola: sprawdzamy czy sumy po obu stronach strzałki są równe.\n\n**Reakcja 1:**\n\n| Wielkość | Strona lewa | Strona prawa |\n| Liczba masowa A | 218 | 4 + 214 = **218** ✅ |\n| Liczba atomowa Z | 84 | 2 + 82 = **84** ✅ |\n\n**Reakcja 2:**\n\n| Wielkość | Strona lewa | Strona prawa |\n| Liczba masowa A | 4 + 9 = 13 | 1 + 12 = **13** ✅ |\n| Liczba atomowa Z | 2 + 4 = 6 | 0 + 6 = **6** ✅ |\n\nObie reakcje bilansują się - wyniki są poprawne.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n> 📋 **Zasady oceniania (zadanie 14, 0-2 pkt) - wg oficjalnego klucza CKE:**\n> - **2 pkt** - poprawne uzupelnienie rownan obu reakcji.\n> - **1 pkt** - poprawne uzupelnienie rownania jednej reakcji.\n> - **0 pkt** - brak spelnienia powyzszych kryteriow.\n> - **Poprawne rownania:** 1) \\({}^{218}_{84}\\text{Po} \\to {}^{214}_{82}\\text{Pb} + {}^{4}_{2}\\alpha\\); 2) \\({}^{4}_{2}\\alpha + {}^{9}_{4}\\text{Be} \\to {}^{12}_{6}\\text{C} + {}^{1}_{0}\\text{n}\\).\n\n## Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć\n\n> 📖 **Karta wzorów - sekcja fizyka jądrowa (str. 16-18):**\n>\n> Karta zawiera tablicę pierwiastków chemicznych (układ okresowy) - niezbędna do odczytania symbolu pierwiastka na podstawie liczby atomowej Z.\n>\n> - \\(Z = 82\\) → Pb (ołów) ← Reakcja 1\n> - \\(Z = 6\\) → C (węgiel) ← Reakcja 2\n>\n> Karta zawiera też definicję cząstki α: \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\) oraz neutronu: \\({}^{1}_{0}\\text{n}\\).\n>\n> **Strategia maturalna:** Zawsze zacznij od zapisania znanych cząstek (α, neutron) z ich pełnymi symbolami - eliminujesz błędy w Z i A na wejściu.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Cząstka alfa to \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\) - liczba masowa **4**, liczba atomowa **2**. Częsty błąd: wpisanie A=2 lub Z=4 (zamiana miejscami).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Neutron to \\({}^{1}_{0}\\text{n}\\) - ma masę 1, ale **ładunek 0** (Z=0). Niezaliczenie Z=0 przy bilansowaniu prowadzi do błędnego wyniku \\(Z_X = 7\\) (azot) zamiast \\(Z_X = 6\\) (węgiel).\n\n> ⚠️ **Uwaga:** W zadaniu mowa o **przemianie α** (nie β) - jądro córki w reakcji 1 ma Z o 2 mniejsze, nie o 1 (jak w przemianie β⁻). Pomylenie typów przemian to klasyczny błąd przy wizualnie podobnych zadaniach.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zawsze wpisuj **trzy elementy**: liczbę masową (góra-lewa), liczbę atomową (dół-lewa) **i** symbol pierwiastka. Brak któregokolwiek = strata punktu.","image":"img/fizyka-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad-14.webp","solution_image":null,"topics":"Fizyka współczesna","page_from":20,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · czerwiec 2020 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 14. (0-2)
Do wytwarzania neutronów można wykorzystać próbkę zawierającą polon 218Po oraz beryl 9Be.
Polon ulega przemianie α, dlatego próbka zawierająca ten izotop jest źródłem cząstek α (jąder
helu), które następnie uderzają w jądra berylu. W wyniku reakcji cząstki α z jądrem berylu
powstają jeden neutron oraz jedno jądro.
Uzupełnij dwa poniższe równania reakcji opisanych w treści zadania 14. Wpisz
w wykropkowane miejsca właściwe liczby atomowe, liczby masowe oraz symbole
pierwiastków. Skorzystaj z Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych.
1)
218Po → …
… α
2)
… α + …
9Be → …
…n
Wypełnia
egzaminator
Nr zadania
13.
14.
Maks. liczba pkt
1
2
Uzyskana liczba pkt
MFA_1R
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)

","answer_text_html":"

Zadanie 14. (0-2)
Wymaganie ogólne
Wymagania szczegółowe
I. Znajomość i umiejętność
wykorzystania pojęć i praw fizyki
do wyjaśniania procesów i zjawisk
w przyrodzie.
Zdający:
3.3) (P) wymienia właściwości promieniowania
jądrowego α, β, γ; opisuje rozpady alfa, beta
(wiadomości o neutrinach nie są wymagane) […];
3.5) (P) opisuje reakcje jądrowe, stosując zasadę
zachowania liczby nukleonów i zasadę
zachowania ładunku oraz zasadę zachowania
energii.
Zasady oceniania
2 pkt - poprawne uzupełnienie równań obu reakcji.
1 pkt - poprawne uzupełnienie równania jednej reakcji.
0 pkt - brak spełnienia powyższych kryteriów.
Poprawne rozwiązanie

\n
  1. 84
\n

218Po → 82
214Pb + 2
4α

\n
  1. 2
\n

4α + 4
9Be → 6
12C + 0
1n

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

Reakcja 1 - rozpad α polonu:

\n

\\[{}^{218}{84}\\text{Po} \\longrightarrow {}^{4}{2}\\text{He} + {}^{214}_{82}\\text{Pb}\\]

\n

Reakcja 2 - reakcja cząstki α z berylem:

\n

\\[{}^{4}{2}\\text{He} + {}^{9}{4}\\text{Be} \\longrightarrow {}^{1}{0}\\text{n} + {}^{12}{6}\\text{C}\\]

\n

Sposób 1 - Prawa zachowania liczb jądrowych (metoda bilansowania)

\n
Reakcja 1: Rozpad α polonu \\({}^{218}_{84}\\text{Po}\\)
\n

W przemianie α jądro emituje cząstkę alfa, czyli jądro helu \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\). Obowiązują dwa prawa zachowania:

\n

Zasada zachowania liczby masowej (A):
\\[A_{\\text{Po}} = A_{\\alpha} + A_{\\text{córka}}\\]
\\[218 = 4 + A_{\\text{córka}} \\implies A_{\\text{córka}} = 214\\]

\n

Zasada zachowania liczby atomowej (Z):
\\[Z_{\\text{Po}} = Z_{\\alpha} + Z_{\\text{córka}}\\]
\\[84 = 2 + Z_{\\text{córka}} \\implies Z_{\\text{córka}} = 82\\]

\n

Z \\(Z = 82\\) z tablicy pierwiastków (karta wzorów) odczytujemy: ołów - Pb.

\n

\\[\\boxed{{}^{218}{84}\\text{Po} \\longrightarrow {}^{4}{2}\\text{He} + {}^{214}_{82}\\text{Pb}}\\]

\n
Reakcja 2: Cząstka α uderza w \\({}^{9}_{4}\\text{Be}\\)
\n

Produkty: jeden neutron \\({}^{1}_{0}\\text{n}\\) i jedno nieznane jądro X.

\n

Zasada zachowania liczby masowej (A):
\\[A_{\\alpha} + A_{\\text{Be}} = A_{\\text{n}} + A_X\\]
\\[4 + 9 = 1 + A_X \\implies A_X = 12\\]

\n

Zasada zachowania liczby atomowej (Z):
\\[Z_{\\alpha} + Z_{\\text{Be}} = Z_{\\text{n}} + Z_X\\]
\\[2 + 4 = 0 + Z_X \\implies Z_X = 6\\]

\n

Z \\(Z = 6\\) odczytujemy: węgiel - C.

\n

\\[\\boxed{{}^{4}{2}\\text{He} + {}^{9}{4}\\text{Be} \\longrightarrow {}^{1}{0}\\text{n} + {}^{12}{6}\\text{C}}\\]

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez sumę ładunków i mas (kontrolna tabela)

\n

Dobrą praktyką jest kontrola: sprawdzamy czy sumy po obu stronach strzałki są równe.

\n

Reakcja 1:

\n

| Wielkość | Strona lewa | Strona prawa |
| Liczba masowa A | 218 | 4 + 214 = 218 ✅ |
| Liczba atomowa Z | 84 | 2 + 82 = 84 ✅ |

\n

Reakcja 2:

\n

| Wielkość | Strona lewa | Strona prawa |
| Liczba masowa A | 4 + 9 = 13 | 1 + 12 = 13 ✅ |
| Liczba atomowa Z | 2 + 4 = 6 | 0 + 6 = 6 ✅ |

\n

Obie reakcje bilansują się - wyniki są poprawne.

\n

Schemat oceniania CKE

\n
📋 Zasady oceniania (zadanie 14, 0-2 pkt) - wg oficjalnego klucza CKE:
- 2 pkt - poprawne uzupelnienie rownan obu reakcji.
- 1 pkt - poprawne uzupelnienie rownania jednej reakcji.
- 0 pkt - brak spelnienia powyzszych kryteriow.
- Poprawne rownania: 1) \\({}^{218}{84}\\text{Po} \\to {}^{214}{82}\\text{Pb} + {}^{4}{2}\\alpha\\); 2) \\({}^{4}{2}\\alpha + {}^{9}{4}\\text{Be} \\to {}^{12}{6}\\text{C} + {}^{1}_{0}\\text{n}\\).
\n

Wzory z karty CKE - czego MASZ użyć

\n
📖 Karta wzorów - sekcja fizyka jądrowa (str. 16-18):

Karta zawiera tablicę pierwiastków chemicznych (układ okresowy) - niezbędna do odczytania symbolu pierwiastka na podstawie liczby atomowej Z.

- \\(Z = 82\\) → Pb (ołów) ← Reakcja 1
- \\(Z = 6\\) → C (węgiel) ← Reakcja 2

Karta zawiera też definicję cząstki α: \\({}^{4}{2}\\text{He}\\) oraz neutronu: \\({}^{1}{0}\\text{n}\\).

Strategia maturalna: Zawsze zacznij od zapisania znanych cząstek (α, neutron) z ich pełnymi symbolami - eliminujesz błędy w Z i A na wejściu.
\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Cząstka alfa to \\({}^{4}_{2}\\text{He}\\) - liczba masowa 4, liczba atomowa 2. Częsty błąd: wpisanie A=2 lub Z=4 (zamiana miejscami).
\n
⚠️ Uwaga: Neutron to \\({}^{1}_{0}\\text{n}\\) - ma masę 1, ale ładunek 0 (Z=0). Niezaliczenie Z=0 przy bilansowaniu prowadzi do błędnego wyniku \\(Z_X = 7\\) (azot) zamiast \\(Z_X = 6\\) (węgiel).
\n
⚠️ Uwaga: W zadaniu mowa o przemianie α (nie β) - jądro córki w reakcji 1 ma Z o 2 mniejsze, nie o 1 (jak w przemianie β⁻). Pomylenie typów przemian to klasyczny błąd przy wizualnie podobnych zadaniach.
\n
⚠️ Uwaga: Zawsze wpisuj trzy elementy: liczbę masową (góra-lewa), liczbę atomową (dół-lewa) i symbol pierwiastka. Brak któregokolwiek = strata punktu.
"},{"source":"zadaniazmatur","label":"zadaniazmatur.pl","kind":"text","html":"
  1. $\\ce{^{214}{82}Pb}$, $\\ce{^{4}{2}\\alpha}$; 2) $\\ce{^{4}{2}\\alpha}$, $\\ce{^{12}{6}C}$
"}]}