מתכונת 4 בפיזיקה - קרינה וחומר 36282

המשרעת היא ההעתק המרבי של נקודות הקפיץ מקו שיווי המשקל. בשני התרשימים ההעתק משתנה בין $+5\,\text{cm}$ ל־$-5\,\text{cm}$, ולכן:

טעות נפוצה: לקחת את המרחק בין שיא לשפל ($10\,\text{cm}$) כמשרעת – המשרעת היא מחצית ממנו.

אורך הגל – מתרשים 1א (צורת הקפיץ ברגע אחד): המרחק בין שני שיאים סמוכים, למשל מ־$x=0$ עד $x=1.2\,\text{m}$:

זמן המחזור – מתרשים 1ב (תנועת נקודה אחת לאורך זמן): הנקודה $Q$ חוזרת למצבה ההתחלתי (העתק $0$ בתנועה כלפי מטה) לאחר

מהירות ההתפשטות – מדף הנוסחאות, מהירות גל מחזורי:

הצבה:

טעות נפוצה: לבלבל בין התרשימים – אורך הגל נקרא מתרשים 1א (ציר המקום), וזמן המחזור מתרשים 1ב (ציר הזמן).

קביעה: הנקודה $Q$ נמצאת במקום $x=0.3\,\text{m}$.

נימוק: לפי תרשים 1ב, ברגע $t=0$ ההעתק של $Q$ אפס, ומייד אחר כך ההעתק שלה שלילי (ב־$t=0.1\,\text{s}$ היא בשפל, $-5\,\text{cm}$). כלומר ב־$t=0$ הנקודה $Q$ נמצאת בקו שיווי המשקל ונעה כלפי מטה (לכיוון $y$ השלילי).

בתרשים 1א, בשני המקומות $x=0.3\,\text{m}$ ו־$x=0.9\,\text{m}$ ההעתק ברגע $t=0$ אפס, ולכן יש לבדוק את כיוון התנועה שלהם. הגל מתקדם שמאלה, ולכן כל נקודה בקפיץ "מקבלת" בהמשך את ההעתק של הנקודות שמימינה (משם מגיעה ההפרעה):

•מימין ל־$x=0.3\,\text{m}$ נמצא שפל (ב־$x=0.6\,\text{m}$ ההעתק $-5\,\text{cm}$). השפל מתקדם שמאלה לעבר הנקודה, ולכן הנקודה ב־$x=0.3\,\text{m}$ נעה כלפי מטה.

•מימין ל־$x=0.9\,\text{m}$ נמצא שיא (ב־$x=1.2\,\text{m}$ ההעתק $+5\,\text{cm}$), ולכן הנקודה ב־$x=0.9\,\text{m}$ נעה כלפי מעלה.

רק המקום $x=0.3\,\text{m}$ מתאים לתרשים 1ב, ולכן שם נמצאת $Q$.

טעות נפוצה: להשתמש בכלל "הנקודה מחקה את השכנה משמאלה", שמתאים לגל המתקדם ימינה – כאן הגל מתקדם שמאלה, והנקודה מחקה את השכנה מימינה.

הפולס בקפיץ 1 מתקדם במהירות הגל בקפיץ 1, $v_1=3\,\text{m/s}$ (סעיף ב): מהירות ההתפשטות תלויה רק בתכונות התווך (המתיחות והמסה ליחידת אורך), ולא בצורת ההפרעה.

נעקוב אחר החזית של הפולס – הקצה האנכי שלו, שמגיע ראשון לנקודת החיבור:

•ברגע $t=0$ החזית נמצאת $0.9\,\text{m}$ מימין לנקודת החיבור, והפולס נע שמאלה.

•החזית היא הראשונה שמוחזרת, ולכן גם בפולס המוחזר (שנע ימינה) היא הקצה המוביל. ברגע $t_1$ היא נמצאת $0.6\,\text{m}$ מימין לנקודת החיבור.

לכן בקפיץ 1 החזית עברה $0.9\,\text{m}$ עד נקודת החיבור ועוד $0.6\,\text{m}$ בחזרה:

בתנועה במהירות קבועה:

(מתוכם $0.3\,\text{s}$ עד ההגעה לנקודת החיבור ו־$0.2\,\text{s}$ אחרי ההחזרה.)

טעות נפוצה: לחשב לפי $0.9\,\text{m}$ בלבד, או לפי ההפרש $0.9-0.6$ – הפולס המוחזר עבר את הדרך הלוך וחזור.

קביעה: קפיץ 1 כבד יותר, כלומר קפיץ 2 קל יותר.

נימוק: לפי תרשים 2, הפולס המוחזר לקפיץ 1 זקוף – גם לפני ההחזרה וגם אחריה הוא כלפי מעלה. פולס מתהפך בהחזרה רק כאשר הוא מגיע לתווך "כבד" יותר (המקרה הקיצוני: קצה קשור לקיר). כשהוא מגיע לתווך "קל" יותר, נקודת החיבור נעה בקלות, והפולס המוחזר נשאר זקוף (המקרה הקיצוני: קצה חופשי). לכן קפיץ 2 קל יותר.

חיזוק מהתרשים: מאז ההגעה לנקודת החיבור ($0.3\,\text{s}$) ועד $t_1$ הפולס המוחזר עבר $0.6\,\text{m}$ בקפיץ 1, ואילו הפולס שעבר לקפיץ 2 התקדם באותו זמן $0.9\,\text{m}$ – המהירות בקפיץ 2 גדולה יותר. המתיחות בשני הקפיצים שווה (הם מחוברים זה לזה), ומהירות הגל גדולה יותר בתווך שהמסה ליחידת אורך שלו קטנה יותר – ולכן קפיץ 2 קל יותר.

טעות נפוצה: לזכור ש"בתווך השני הפולס התהפך" כתבנית קבועה – ההתהפכות תלויה בכיוון המעבר (מקל לכבד או מכבד לקל).

הפולס הגיע לנקודת החיבור ברגע

מרגע זה החזית של הפולס שעבר לקפיץ 2 התקדמה שמאלה, וברגע $t_1=0.5\,\text{s}$ היא נמצאת $0.9\,\text{m}$ משמאל לנקודת החיבור (תרשים 2). זמן התנועה בקפיץ 2:

התנועה במהירות קבועה, ולכן:

המהירות בקפיץ 2 גדולה פי $1.5$ מהמהירות בקפיץ 1, בהתאם לכך שקפיץ 2 קל יותר (סעיף ה). (גם רוחב הפולס בקפיץ 2 גדול פי $1.5$, כצפוי: הפולס "נמתח" כשהוא עובר לתווך מהיר יותר.)

טעות נפוצה: לחלק $0.9\,\text{m}$ בזמן $t_1$ כולו – בחלק הראשון של הזמן הפולס עוד נע בקפיץ 1.

תשובה: פס ח.

נימוק: בפס אור הגלים משני החריצים מגיעים באותו מופע ומתאבכים בהתאבכות בונה, כלומר הפרש הדרכים הוא מספר שלם של אורכי גל: $\Delta=n\lambda$, ו־$n$ הוא סדר הפס. סופרים מן הפס המרכזי ד ($n=0$):

•לצד שמאל: ה ($n=1$), ו ($n=2$), ז ($n=3$), ח ($n=4$), ט ($n=5$), י ($n=6$).

•לצד ימין: ג ($n=1$), ב ($n=2$), א ($n=3$).

התבנית עצמה סימטרית סביב הפס המרכזי, ולכן על המסך יש פס מסדר רביעי גם מימין לפס ד – אבל הוא מחוץ לחלק המוצג בסרטוט. מבין הפסים א–י רק ח מתאים.

טעות נפוצה: לספור מקצה הסרטוט (פס א) במקום מן הפס המרכזי, או לענות "שני פסים" מתוך הרגל של תבנית סימטרית.

תשובה: אמצע הפס הכהה שבין ב ל־א, ואמצע הפס הכהה שבין ו ל־ז.

נימוק: הפרש של $2.5\lambda$ הוא מספר שלם ועוד חצי של אורכי גל, ולכן הגלים מגיעים במופע הפוך ומתאבכים בהתאבכות הורסת – זהו מרכז של פס כהה. לפי דף הנוסחאות, קווי המינימום מקיימים

הפרש $2.5\lambda$ נמצא בין פס אור מסדר שני ($2\lambda$) לבין פס אור מסדר שלישי ($3\lambda$):

•מימין לפס המרכזי: בין ב ($n=2$) ל־א ($n=3$);

•משמאל לפס המרכזי: בין ו ($n=2$) ל־ז ($n=3$).

שני המקומות מופיעים בסרטוט.

"רוחב פס האור" הוא המרחק $\Delta x$ בין מרכזי שני פסי אור סמוכים.

שיטת המדידה: מודדים בסרגל את המרחק בין מרכזי שני הפסים הרחוקים ביותר בסרטוט – פס י ופס א – ומחלקים במספר המרווחים ביניהם. שגיאת הקריאה בסרגל (כחצי מילימטר בכל קריאה) אינה תלויה באורך הנמדד, ולכן כשמודדים אורך גדול פי 9, השגיאה היחסית קטנה פי 9.

המדידה (בסרגל שבסרטוט):

•מרכז פס י: כ־$0.25\,\text{cm}$

•מרכז פס א: כ־$4.08\,\text{cm}$

בין י ל־א יש $10-1=9$ מרווחים:

טעות נפוצה: לחלק במספר הפסים ($10$) במקום במספר המרווחים ($9$).

נוסחת יאנג מדף הנוסחאות:

נתונים ביחידות SI: $\lambda=532\,\text{nm}=5.32\cdot 10^{-7}\,\text{m}$, $L=2.0\,\text{m}$, $\Delta x=0.426\,\text{cm}=4.26\cdot 10^{-3}\,\text{m}$.

טעות נפוצה: להציב $\Delta x$ בסנטימטרים או $\lambda$ בננומטרים.

בסריג יש מספר רב מאוד של חריצים. בכיוונים שבהם $d\sin\theta_n=n\lambda$ הגלים מכל החריצים מגיעים באותו מופע ומתחברים, ואילו בכיוון שסוטה מעט מכיוונים אלה הגלים מן החריצים הרבים כמעט מבטלים זה את זה. לכן:

•המקסימומים הראשיים צרים וחדים (ולא פסים רחבים עם מעבר הדרגתי כמו בזוג חריצים) – מרכזם נקבע בדיוק רב;

•הם בהירים מאוד, כי האור עובר דרך חריצים רבים – אפשר לראות ולמדוד גם סדרים גבוהים (מרחקים גדולים, שגיאה יחסית קטנה);

•בסריג טיפוסי $d$ קטן מאוד, ולכן המקסימומים רחוקים זה מזה.

קביעה: המרחק בין פסי האור בתבנית של זוג החריצים קטן מן המרחק בין המקסימומים הראשיים של הסריג.

נימוק: המרחק בין חריצים סמוכים בסריג:

בשני המקרים מקסימום מתקבל בכיוון שבו הפרש הדרכים בין חריצים סמוכים הוא מספר שלם של אורכי גל (דף הנוסחאות):

כלומר מקום המקסימומים תלוי רק באורך הגל ובמרחק $d$ בין חריצים סמוכים – לא במספר החריצים. אורך הגל ומרחק המסך זהים, ו־$d_{\text{סריג}}=0.20\,\text{mm}$ קטן מ־$d=0.25\,\text{mm}$ של זוג החריצים (סעיף ד). לכן בסריג הזוויות גדולות יותר, והמקסימומים רחוקים יותר זה מזה. בזוויות הקטנות שכאן:

טעות נפוצה: לחשוב שבסריג המקסימומים צפופים יותר "כי יש בו יותר חריצים" – מספר החריצים קובע את חדות המקסימומים, לא את מקומם; את המרווח קובע $d$ בלבד.

פונקציית העבודה $B$ של מתכת היא האנרגייה המינימלית שיש להשקיע כדי לעקור אלקטרון מן המתכת (מהאלקטרונים הקשורים בה בצורה החלשה ביותר).

באפקט הפוטואלקטרי, פוטון מוסר את כל האנרגייה שלו לאלקטרון אחד. אם $E_{ph}<B$ לא נפלטים אלקטרונים, ואם $E_{ph}>B$ העודף הופך לאנרגייה קינטית של האלקטרון: $E_{ph}=B+E_k$. האלקטרונים המהירים ביותר הם אלה שנדרשה לעקירתם בדיוק האנרגייה $B$.

לפי דף הנוסחאות (אפקט פוטואלקטרי) $E_{ph}=B+E_k$. האנרגייה הקינטית המרבית נמדדת באמצעות מתח העצירה: $E_{k,\max}=eV_0$, ואנרגיית הפוטון $E_{ph}=hf=\frac{hc}{\lambda}$:

זו משוואת קו ישר: השיפוע $\frac{hc}{e}$, והחיתוך עם הציר האנכי (שבו $\frac1\lambda=0$) הוא $-\frac Be$.

מהגרף: המשך הקו חותך את הציר האנכי ב־$V_0=-2.5\,\text{V}$ (כל משבצת קטנה בציר האנכי היא $0.25\,\text{V}$, והקו פוגש את הציר באמצע בין $-2$ ל־$-3$). לכן

(בדיקה: השיפוע $\frac{1.84-(-2.5)}{3.5-0}\approx1.24\,\text{V}\cdot\mu\text{m}$, בהתאמה ל־$\frac{hc}{e}=1240\,\text{V}\cdot\text{nm}$ מדף הנוסחאות. החלק של הקו שמתחת לציר האופקי אינו תוצאת מדידה – זו המשכה לצורך קריאת החיתוך.)

בתדירות הסף אנרגיית הפוטון שווה בדיוק לפונקציית העבודה: $hf_0=B$. עם קבוע פלאנק ביחידות $\text{eV}\cdot\text{s}$ מדף הנוסחאות:

(בדרך אחרת: הקו חותך את הציר האופקי ב־$\frac1{\lambda_0}\approx2.02\,\mu\text{m}^{-1}$, כלומר $\lambda_0\approx0.496\,\mu\text{m}$, ו־$f_0=\frac{c}{\lambda_0}=\frac{3\times10^8}{4.96\times10^{-7}}\approx6.0\times10^{14}\,\text{Hz}$.)

הזרם מתאפס במתח $V=-0.95\,\text{V}$ (תרשים 2), כלומר מתח העצירה $0.95\,\text{V}$, והאנרגייה הקינטית המרבית:

לפי $E_{ph}=B+E_k$:

ומדף הנוסחאות $E\,[\text{eV}]=\frac{1240}{\lambda\,[\text{nm}]}$:

(קרינה על־סגולה.)

טעות נפוצה: לחשב את אורך הגל מ־$0.95\,\text{eV}$ בלבד – אנרגיית הפוטון היא סכום פונקציית העבודה והאנרגייה הקינטית.

האלקטרונים המהירים ביותר נעצרים בדיוק במתח העצירה. כל האנרגייה הקינטית שלהם הופכת לאנרגייה פוטנציאלית חשמלית:

מאנרגייה קינטית $E_k=\frac12mv^2$ (עם מסת האלקטרון מדף הנוסחאות):

טעות נפוצה: להציב $0.95$ (ב־$\text{eV}$) בנוסחת האנרגייה הקינטית בלי להמיר לג'אול.

קביעה: שווה ל־$0.95\,\text{V}$.

נימוק: אנרגיית פוטון של האלומה הנוספת:

היא גדולה מפונקציית העבודה ($2.5\,\text{eV}$), ולכן גם האלומה הנוספת עוקרת אלקטרונים, אבל האנרגייה הקינטית המרבית שלהם קטנה:

כדי שהזרם הכולל יתאפס צריך לעצור את כל האלקטרונים, כולל המהירים ביותר. המהירים ביותר הם עדיין אלה שנעקרים על ידי האלומה $\lambda_1$ ($E_{k,\max}=0.95\,\text{eV}$), ולכן הזרם מתאפס באותו מתח, $0.95\,\text{V}$ (בערכו המוחלט). מתח העצירה נקבע לפי הפוטונים בעלי האנרגייה הגבוהה ביותר, ולא לפי כמות האור.

קביעה: הזרם יגדל.

נימוק: האלומה $\lambda_1$ ממשיכה להאיר כמו קודם ועוקרת את אותו מספר אלקטרונים בשנייה. בנוסף, פוטוני האלומה $\lambda_2$ (שאנרגייתם גדולה מפונקציית העבודה, סעיף ו(1)) עוקרים אלקטרונים נוספים. ב־$V=0$ אין שדה שעוצר את האלקטרונים, ולכן חלק מהאלקטרונים הנוספים מגיעים לאנודה. מספר האלקטרונים שמגיעים לאנודה בשנייה גדל, ולכן $I>I_1$.

טעות נפוצה: לקבוע שהזרם לא משתנה "כי מתח העצירה לא השתנה" – מתח העצירה תלוי באנרגיית הפוטונים, אבל הזרם תלוי במספר האלקטרונים הנעקרים בשנייה.

רמות האנרגייה באטום המימן, מדף הנוסחאות:

הצבה $n=4$:

(בדיקה: הערך נמצא בין $E_3=-1.51\,\text{eV}$ ל־$E_5=-0.54\,\text{eV}$, כמו בתרשים.)

קביעה: הפוטון אינו יכול לעורר את האטום לרמה $n=4$.

נימוק: פוטון נבלע בשלמותו או לא נבלע כלל. כדי שייבלע, האנרגייה שלו צריכה להיות שווה בדיוק להפרש בין שתי רמות (הנחת בוהר, $E_{ph}=E_f-E_i$). הפרש האנרגייה בין רמת היסוד לרמה $n=4$:

גם לרמה אחרת הפוטון אינו מתאים: $E_5-E_1=13.06\,\text{eV}$, ואנרגיית היינון מרמת היסוד היא $13.6\,\text{eV}>12.9\,\text{eV}$. לכן הפוטון כלל אינו נבלע באטום ועובר דרכו.

טעות נפוצה: לטעון שהפוטון מעורר לרמה $n=4$ ו"העודף" של $0.15\,\text{eV}$ נשאר אצלו – פוטון אינו יכול למסור חלק מהאנרגייה שלו.

אורך הגל הארוך ביותר מתאים לפוטון בעל האנרגייה הקטנה ביותר בסדרה – המעבר מהרמה הקרובה ביותר מעל $n=3$, כלומר $n=4\to n=3$:

(בדיוק רב יותר: $13.6\left(\frac19-\frac1{16}\right)\approx0.661\,\text{eV}$.)

ככל שהרמה ההתחלתית גבוהה יותר, הפוטון אנרגטי יותר ואורך הגל קצר יותר. נבדוק את הקווים לפי הסדר:

הקו $7\to3$ (וכל הקווים מרמות גבוהות יותר) כבר מחוץ לתחום הרגישות. לכן אורך הגל הקצר ביותר שהמצלמה קולטת הוא כ־$1094\,\text{nm}$ (מעבר $n=6\to n=3$).

טעות נפוצה: לחשב את גבול הסדרה ($n=\infty\to3$, כ־$820\,\text{nm}$) – הוא מחוץ לתחום של המצלמה.

אלקטרון שהואץ ממנוחה במתח $12.9\,\text{V}$ צובר אנרגייה קינטית (עבודת הכוח החשמלי, $W=qV$):

בשונה מפוטון, אלקטרון מתנגש יכול למסור לאטום חלק מהאנרגייה שלו ולהמשיך עם השאר. לכן הוא יכול לעורר את האטום לכל רמה שאנרגיית העירור שלה קטנה מ־$12.9\,\text{eV}$ או שווה לה:

- $n=2$: $10.2\,\text{eV}$ – אפשרי. $n=3$: $12.09\,\text{eV}$ – אפשרי. $n=4$: $12.75\,\text{eV}$ – אפשרי.

- $n=5$: $13.06\,\text{eV}>12.9\,\text{eV}$ – לא אפשרי.

אטומים שעוררו לרמות $2$, $3$ ו־$4$ חוזרים לרמת היסוד ישירות או בשלבים. המעברים האפשריים: $4\to3$, $4\to2$, $4\to1$, $3\to2$, $3\to1$, $2\to1$ – שישה קווים שונים.

הקו הקצר ביותר מתאים להפרש האנרגייה הגדול ביותר, $4\to1$:

(אולטרה־סגול.)

טעות נפוצה: לספור רק את המעברים לרמת היסוד (שלושה קווים) – אטום ברמה $n=4$ יכול לחזור ליסוד גם בכמה שלבים.

אנרגיית יינון היא האנרגייה המזערית הדרושה כדי לנתק את האלקטרון מהאטום – כלומר להעביר אותו מהרמה שבה הוא נמצא אל $n=\infty$, שם האנרגייה היא $0$ (האלקטרון חופשי ובמנוחה).

עבור אלקטרון ברמה $n=3$:

באטום מעורר האלקטרון קשור חלש בהרבה מאשר ברמת היסוד ($13.6\,\text{eV}$), ולכן בגז החם סמוך לכוכבים אפילו פוטונים של אור נראה (למשל אור אדום, כ־$1.8\,\text{eV}$) יכולים ליינן אטומים כאלה.

בין הפרוטונים פועל כוח דחייה חשמלי גדול מאוד: לפי חוק קולון $F=k\frac{q_1q_2}{r^2}$, והמרחקים בגרעין זעירים. כוח הכבידה בין הנוקלאונים זניח לעומתו. הגרעין נשאר שלם משום שפועל בו הכוח החזק, שמושך את הנוקלאונים זה לזה בעוצמה גדולה יותר מהדחייה החשמלית.

1. כוח משיכה בין כל הנוקלאונים – פרוטון–פרוטון, נויטרון–נויטרון ופרוטון–נויטרון – ואינו תלוי במטען החשמלי (לכן גם הנויטרונים "מדביקים" את הגרעין).

2. חזק מאוד אך קצר טווח – במרחקים של קוטר גרעין (כ־$10^{-15}\,\text{m}$) הוא חזק בהרבה מהכוח החשמלי, אבל במרחקים גדולים יותר הוא כמעט נעלם. לכן כל נוקלאון מושך רק את שכניו הקרובים.

התפרקות $\beta^-$: בגרעין נויטרון הופך לפרוטון, ונפלטים אלקטרון ואנטי־נייטרינו:

מספר המסה נשמר ($177$) ומספר האטום גדל ב־$1$ ($71\to72$) – הפניום, במצב מעורר:

בדיקה: מספרי מסה $177=177+0$; מטענים $71=72+(-1)$.

התפרקות $\gamma$: הגרעין המעורר עובר למצב היסוד שלו ופולט פוטון גמא; מספר המסה ומספר האטום אינם משתנים:

הפעילות יחסית למספר הגרעינים שטרם התפרקו ($R=\lambda N$), ולכן גם היא קטנה לחצי בכל זמן מחצית חיים.

מהגרף: ברגע $t=0$ הפעילות $R_0=7400\,\text{MBq}$. מחפשים מתי הפעילות היא $\frac{7400}{2}=3700\,\text{MBq}$: לפי הגרף, ב־$t\approx6.7$ ימים.

בדיקה: אחרי שני זמני מחצית חיים (כ־$13.4$ ימים) הפעילות צריכה להיות $1850\,\text{MBq}$, ואחרי שלושה (כ־$20$ ימים) כ־$925\,\text{MBq}$ – בהתאם לגרף.

(דיוק הקריאה מהגרף הוא כמשבצת קטנה, יום אחד לכל משבצת, ולכן כל ערך בתחום $6.5$–$6.9$ ימים מתקבל. בסעיפים ד ו־ה מציבים את הערך שקראתם: $N_0$ בתחום $6.0\cdot10^{15}$–$6.4\cdot10^{15}$, והזמן בסעיף ה בתחום $50$–$53$ ימים.)

מדף הנוסחאות:

קבוע הדעיכה (הפעילות ב־$\text{Bq}=\frac1{\text{s}}$, ולכן זמן מחצית החיים בשניות):

מספר הגרעינים ברגע $t=0$, כאשר $R_0=7400\,\text{MBq}=7.4\cdot10^9\,\text{Bq}$:

טעות נפוצה: להציב את זמן מחצית החיים בימים, או לשכוח להמיר $\text{MBq}$ ל־$\text{Bq}$.

מדף הנוסחאות $N=N_0e^{-\lambda t}$, ומאחר ש־$R=\lambda N$:

הצבה (בימים):

(בדיקה: $200\approx2^{7.6}$, כלומר כ־$7.6$ זמני מחצית חיים: $7.6\cdot6.7\approx51$ ימים.)

טעות נפוצה: לנסות לקרוא את הזמן מהגרף – בתחום של $37\,\text{MBq}$ הגרף כמעט צמוד לציר; יש לחשב.

שגוי. בהתפרקות $\beta^-$ נויטרון הופך לפרוטון: $^{1}_{0}n\rightarrow{}^{1}_{1}p+{}^{\;\,0}_{-1}e+\bar\nu$ – ולכן מספר האטום גדל ב־$1$ (לוטטיום $71\to$ הפניום $72$).

שגוי. ההתפרקות הרדיואקטיבית היא תהליך גרעיני ספונטני, ואינה מושפעת מתנאים חיצוניים כמו טמפרטורה, לחץ או מצב כימי. זמן מחצית החיים הוא תכונה של האיזוטופ.

נכון. בכל זמן מחצית חיים מספר הגרעינים שטרם התפרקו קטן לחצי: $N=N_0\cdot\left(\frac12\right)^2=\frac{N_0}{4}$.

שגוי. קרינת גמא היא קרינה אלקטרומגנטית (פוטונים) ואין לה מטען חשמלי. הכוח החשמלי $F=qE$ שווה לאפס כאשר $q=0$, ולכן שדה חשמלי אינו מסיט אותה.

שגוי. הכוח החזק פועל בין כל הנוקלאונים – פרוטון–פרוטון, נויטרון–נויטרון ופרוטון–נויטרון – ואינו תלוי במטען החשמלי.