الفيزياء

1. 1.

   تتحلل نواة اليورانيوم-238 (₉₂²³⁸U) بإصدار جسيم ألفا. اكتب رمز النواة الناتجة (النواة البنت) مع عددها الكتلي وعددها الذري.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن جسيم ألفا يُزيل عدداً كتلياً مقداره 4 وعدداً ذرياً مقداره 2. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على عدد كتلي 234 وعدد ذري 90. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: كتابة النواة البنت ₉₀²³⁴Th (الثوريوم-234). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يجب أن يتوازن العدد الكتلي والعدد الذري عبر معادلة التحلل.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن جسيم ألفا يُزيل عدداً كتلياً مقداره 4 وعدداً ذرياً مقداره 2.
   • الحصول على عدد كتلي 234 وعدد ذري 90.
   • كتابة النواة البنت ₉₀²³⁴Th (الثوريوم-234).

   ملاحظة الفاحص: يجب أن يتوازن العدد الكتلي والعدد الذري عبر معادلة التحلل.

2. 2.

   لنظير مشع عمر نصفي مقداره 5 أيام. يبدأ نشاط عينة منه بمعدل 800 عدّة في الدقيقة. احسب النشاط بعد 20 يوماً.

   [3 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد أن 20 يوماً تعادل أربعة أعمار نصفية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تنصيف النشاط أربع مرات: 800 → 400 → 200 → 100 → 50. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد النشاط النهائي وهو 50 عدّة في الدقيقة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: احسب عدد الأعمار النصفية الكاملة التي مضت قبل التنصيف؛ لا تقسم على عدد الأيام مباشرة.

   نقاط التصحيح

   • تحديد أن 20 يوماً تعادل أربعة أعمار نصفية.
   • تنصيف النشاط أربع مرات: 800 → 400 → 200 → 100 → 50.
   • تحديد النشاط النهائي وهو 50 عدّة في الدقيقة.

   ملاحظة الفاحص: احسب عدد الأعمار النصفية الكاملة التي مضت قبل التنصيف؛ لا تقسم على عدد الأيام مباشرة.

3. 3.

   ميّز بين إشعاعات ألفا وبيتا وغاما من حيث قدرتها الاختراقية عبر المواد.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن إشعاع ألفا يُوقفه بضعة سنتيمترات من الهواء أو ورقة (الأقل اختراقاً). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن إشعاع بيتا يُوقفه بضعة مليمترات من الألومنيوم. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن إشعاع غاما يتطلب عدة سنتيمترات من الرصاص (أو خرسانة سميكة) لتقليله بشكل معتبر (الأكثر اختراقاً). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تزداد القدرة الاختراقية بالترتيب ألفا < بيتا < غاما، بينما تنخفض القدرة التأينية بالترتيب نفسه.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن إشعاع ألفا يُوقفه بضعة سنتيمترات من الهواء أو ورقة (الأقل اختراقاً).
   • توضيح أن إشعاع بيتا يُوقفه بضعة مليمترات من الألومنيوم.
   • توضيح أن إشعاع غاما يتطلب عدة سنتيمترات من الرصاص (أو خرسانة سميكة) لتقليله بشكل معتبر (الأكثر اختراقاً).

   ملاحظة الفاحص: تزداد القدرة الاختراقية بالترتيب ألفا < بيتا < غاما، بينما تنخفض القدرة التأينية بالترتيب نفسه.

4. 4.

   يُوضع مصدر مشع قرب أنبوب غايغر-مولر متصل بعدّاد. صِف كيف يمكن استخدام معدل العدّ لتحديد العمر النصفي للمصدر، متضمناً تصحيحاً واحداً يجب تطبيقه.

   [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن معدل العدّ يُسجَّل عند فترات زمنية منتظمة مع تحلل المصدر. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه يجب قياس الإشعاع الخلفي بشكل منفصل (بغياب المصدر) وطرحه من كل قراءة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن رسماً بيانياً لمعدل العدّ المصحح مقابل الزمن يُرسم. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن العمر النصفي يُقرأ من الرسم البياني كالزمن اللازم لانخفاض معدل العدّ المصحح إلى نصف أي قيمة مختارة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تصحيح الإشعاع الخلفي ضروري — دون طرحه، لا ينخفض معدل العدّ المقاس أبداً إلى الصفر، وتصبح حسابات العمر النصفي غير دقيقة.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن معدل العدّ يُسجَّل عند فترات زمنية منتظمة مع تحلل المصدر.
   • توضيح أنه يجب قياس الإشعاع الخلفي بشكل منفصل (بغياب المصدر) وطرحه من كل قراءة.
   • توضيح أن رسماً بيانياً لمعدل العدّ المصحح مقابل الزمن يُرسم.
   • توضيح أن العمر النصفي يُقرأ من الرسم البياني كالزمن اللازم لانخفاض معدل العدّ المصحح إلى نصف أي قيمة مختارة.

   ملاحظة الفاحص: تصحيح الإشعاع الخلفي ضروري — دون طرحه، لا ينخفض معدل العدّ المقاس أبداً إلى الصفر، وتصبح حسابات العمر النصفي غير دقيقة.

5. 5.

   أكمل معادلة نووية لتحلل بيتا للكربون-14: ₆¹⁴C → ₇¹⁴N + [جسيم]. حدد الجسيم المفقود.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه في تحلل بيتا، يتحول نيوترون في النواة إلى بروتون، وتُصدر جسيم بيتا (إلكترون سريع الحركة). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد الجسيم المُصدَر كجسيم بيتا (إلكترون)، رمزه ₋₁⁰e أو ₋₁⁰β. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. نفّذ هذه الخطوة الرياضية: التحقق من ثبات العدد الكتلي (14 = 14) وزيادة العدد الذري بمقدار 1 (6 ← 7)، بما يتوافق مع كون جسيم بيتا يحمل كتلة مهملة وشحنة −1. اكتب العملية الوسيطة وحافظ على اتساق الوحدات عند وجودها وتحقق من العلاقة باستخدام معطيات السؤال.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: في تحلل بيتا، يبقى العدد الكتلي كما هو (يتحول نيوترون إلى بروتون، وكلاهما عدده الكتلي 1) بينما يزداد العدد الذري بمقدار 1.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أنه في تحلل بيتا، يتحول نيوترون في النواة إلى بروتون، وتُصدر جسيم بيتا (إلكترون سريع الحركة).
   • تحديد الجسيم المُصدَر كجسيم بيتا (إلكترون)، رمزه ₋₁⁰e أو ₋₁⁰β.
   • التحقق من ثبات العدد الكتلي (14 = 14) وزيادة العدد الذري بمقدار 1 (6 ← 7)، بما يتوافق مع كون جسيم بيتا يحمل كتلة مهملة وشحنة −1.

   ملاحظة الفاحص: في تحلل بيتا، يبقى العدد الكتلي كما هو (يتحول نيوترون إلى بروتون، وكلاهما عدده الكتلي 1) بينما يزداد العدد الذري بمقدار 1.

6. 6.

   اشرح استخداماً طبياً واحداً لنظير مشع باعث لأشعة غاما، بالإشارة إلى سبب ملاءمة إشعاع غاما تحديداً.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر استخدام طبي صحيح، مثل كمتتبع لمراقبة وظيفة عضو، أو في العلاج الخارجي للأورام السرطانية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن إشعاع غاما يمكنه اختراق الجسم (بخلاف ألفا، التي لا يمكنها حتى اختراق الجلد)، ما يتيح كشفه خارجياً أو وصوله إلى النسيج الداخلي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن إشعاع غاما يسبب ضرراً تأينياً منخفضاً نسبياً للنسيج المحيط لكل وحدة مسار مقارنة بألفا، ما يجعل جرعة المتتبع أكثر أماناً. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يعتمد اختيار نوع الإشعاع لاستخدام طبي أو صناعي دائماً على مطابقة قدرته الاختراقية للمتطلب المحدد للتطبيق.

   نقاط التصحيح

   • ذكر استخدام طبي صحيح، مثل كمتتبع لمراقبة وظيفة عضو، أو في العلاج الخارجي للأورام السرطانية.
   • توضيح أن إشعاع غاما يمكنه اختراق الجسم (بخلاف ألفا، التي لا يمكنها حتى اختراق الجلد)، ما يتيح كشفه خارجياً أو وصوله إلى النسيج الداخلي.
   • توضيح أن إشعاع غاما يسبب ضرراً تأينياً منخفضاً نسبياً للنسيج المحيط لكل وحدة مسار مقارنة بألفا، ما يجعل جرعة المتتبع أكثر أماناً.

   ملاحظة الفاحص: يعتمد اختيار نوع الإشعاع لاستخدام طبي أو صناعي دائماً على مطابقة قدرته الاختراقية للمتطلب المحدد للتطبيق.

7. 7.

   صِف تركيب الذرة من حيث النواة وترتيب الإلكترونات، متضمناً الحجم النسبي للنواة مقارنة بالذرة كلها.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن للذرة نواة صغيرة كثيفة موجبة الشحنة في مركزها، تحتوي على بروتونات ونيوترونات. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الإلكترونات تدور حول النواة عند مسافات كبيرة نسبياً، تشغل معظم حجم الذرة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن النواة صغيرة جداً مقارنة بالحجم الكلي للذرة (معظم الذرة فراغ). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: أُرسي هذا النموذج النووي للذرة بتجربة رذرفورد لتشتت جسيمات ألفا (رقاقة الذهب)، التي أظهرت أن معظم جسيمات ألفا مرت مباشرة — دليل على أن معظم الذرة فراغ.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن للذرة نواة صغيرة كثيفة موجبة الشحنة في مركزها، تحتوي على بروتونات ونيوترونات.
   • توضيح أن الإلكترونات تدور حول النواة عند مسافات كبيرة نسبياً، تشغل معظم حجم الذرة.
   • توضيح أن النواة صغيرة جداً مقارنة بالحجم الكلي للذرة (معظم الذرة فراغ).

   ملاحظة الفاحص: أُرسي هذا النموذج النووي للذرة بتجربة رذرفورد لتشتت جسيمات ألفا (رقاقة الذهب)، التي أظهرت أن معظم جسيمات ألفا مرت مباشرة — دليل على أن معظم الذرة فراغ.

8. 8.

   اشرح لماذا تكون جسيمات ألفا أكثر تأيناً من أشعة غاما، واربط ذلك بفرق قدرتها الاختراقية.

   [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن جسيمات ألفا تمتلك كتلة وشحنة كبيرتين نسبياً، لذا تتفاعل بقوة وتواتر مع الذرات التي تمر بها، منتزعة إلكترونات ومسببة تأيناً مكثفاً على مسافة قصيرة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن أشعة غاما، بلا كتلة أو شحنة، تتفاعل مع المادة بتواتر أقل بكثير، منتجة تأيناً أقل بكثير لكل وحدة مسار. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: شرح أنه بما أن جسيمات ألفا تفقد طاقتها بسرعة كبيرة عبر التأين المكثف، تُمتَص (تُوقَف) على مسافة قصيرة جداً، بينما تنتقل أشعة غاما، التي تتفاعل نادراً، مسافة أبعد بكثير قبل أن تُمتص — العلاقة العكسية بين القدرة التأينية والقدرة الاختراقية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: ترتبط القدرة التأينية والقدرة الاختراقية عكسياً عبر أنواع الإشعاع الثلاثة كلها: كلما أيّن الإشعاع المادة بقوة أكبر، فقد طاقته بسرعة أكبر واخترق مسافة أقل.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أن جسيمات ألفا تمتلك كتلة وشحنة كبيرتين نسبياً، لذا تتفاعل بقوة وتواتر مع الذرات التي تمر بها، منتزعة إلكترونات ومسببة تأيناً مكثفاً على مسافة قصيرة.
   • توضيح أن أشعة غاما، بلا كتلة أو شحنة، تتفاعل مع المادة بتواتر أقل بكثير، منتجة تأيناً أقل بكثير لكل وحدة مسار.
   • شرح أنه بما أن جسيمات ألفا تفقد طاقتها بسرعة كبيرة عبر التأين المكثف، تُمتَص (تُوقَف) على مسافة قصيرة جداً، بينما تنتقل أشعة غاما، التي تتفاعل نادراً، مسافة أبعد بكثير قبل أن تُمتص — العلاقة العكسية بين القدرة التأينية والقدرة الاختراقية.

   ملاحظة الفاحص: ترتبط القدرة التأينية والقدرة الاختراقية عكسياً عبر أنواع الإشعاع الثلاثة كلها: كلما أيّن الإشعاع المادة بقوة أكبر، فقد طاقته بسرعة أكبر واخترق مسافة أقل.

9. 9.

   تحتوي عينة ابتداءً على 4.0 × 10¹⁰ نواة مشعة. بعد 3 أعمار نصفية، احسب عدد الأنوية المشعة المتبقية.

   [3 درجة]

   شرح الإجابة

   الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

   1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
   2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أنه بعد كل عمر نصفي، ينخفض عدد الأنوية المشعة إلى النصف. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تنصيف العدد الابتدائي ثلاث مرات: 4.0×10¹⁰ ← 2.0×10¹⁰ ← 1.0×10¹⁰ ← 0.5×10¹⁰. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد العدد المتبقي بـ 5.0 × 10⁹. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
   5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: بشكل مكافئ، الكسر المتبقي بعد n عمر نصفي هو (1/2)ⁿ — هنا (1/2)³ = 1/8 من العدد الأصلي.

   نقاط التصحيح

   • توضيح أنه بعد كل عمر نصفي، ينخفض عدد الأنوية المشعة إلى النصف.
   • تنصيف العدد الابتدائي ثلاث مرات: 4.0×10¹⁰ ← 2.0×10¹⁰ ← 1.0×10¹⁰ ← 0.5×10¹⁰.
   • تحديد العدد المتبقي بـ 5.0 × 10⁹.

   ملاحظة الفاحص: بشكل مكافئ، الكسر المتبقي بعد n عمر نصفي هو (1/2)ⁿ — هنا (1/2)³ = 1/8 من العدد الأصلي.

10. 10.

    ناقش فائدة واحدة وخطراً واحداً مرتبطين باستخدام النظائر المشعة في الصناعة (مثل فحص سماكة صفائح معدنية).

    [2 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. ابنِ حكماً مدعوماً: حدّد الادعاء واستخدم أدلة السؤال وناقش قيداً أو بديلاً مناسباً، واجعل الخلاصة مبنية على الأدلة. قد توجد أكثر من إجابة قابلة للدفاع عنها.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر فائدة صحيحة، مثل أن مرور إشعاع بيتا عبر صفيحة معدنية يتيح مراقبة مستمرة وغير مباشرة لسماكتها أثناء التصنيع، ما يحسّن مراقبة الجودة دون إيقاف الإنتاج. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر خطراً صحيحاً، مثل تعرض العمال أو الجمهور لإشعاع مؤين ضار، يمكن أن يتلف الخلايا الحية ويزيد خطر السرطان إذا لم يُدرَأ ويُراقَب بشكل مناسب. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تتطلب أسئلة المصادر المشعة الصناعية إجابة متوازنة: فائدة محددة معقولة مرتبطة بخاصية الإشعاع، إلى جانب خطر محدد معقول من التعرض.

    نقاط التصحيح

    • ذكر فائدة صحيحة، مثل أن مرور إشعاع بيتا عبر صفيحة معدنية يتيح مراقبة مستمرة وغير مباشرة لسماكتها أثناء التصنيع، ما يحسّن مراقبة الجودة دون إيقاف الإنتاج.
    • ذكر خطراً صحيحاً، مثل تعرض العمال أو الجمهور لإشعاع مؤين ضار، يمكن أن يتلف الخلايا الحية ويزيد خطر السرطان إذا لم يُدرَأ ويُراقَب بشكل مناسب.

    ملاحظة الفاحص: تتطلب أسئلة المصادر المشعة الصناعية إجابة متوازنة: فائدة محددة معقولة مرتبطة بخاصية الإشعاع، إلى جانب خطر محدد معقول من التعرض.

11. 11.

    صِف ما يحدث أثناء الانشطار النووي لنواة يورانيوم-235، واشرح كيف يمكن أن يحدث تفاعل متسلسل.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن نيوتروناً بطيء الحركة يُمتص بواسطة نواة يورانيوم-235، ما يجعلها غير مستقرة وتنشطر إلى نواتين أصغر (نواتين بنتين). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا الانشطار يطلق كمية كبيرة من الطاقة، إلى جانب اثنين أو ثلاثة نيوترونات إضافية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذه النيوترونات المُطلقة يمكن أن تُمتص بواسطة أنوية يورانيوم-235 أخرى، ما يجعلها تنشطر أيضاً. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا التسلسل الذاتي الاستمرار من تفاعلات الانشطار يُسمى تفاعلاً متسلسلاً. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يتطلب التفاعل المتسلسل أن يتسبب نيوترون واحد على الأقل من كل حدث انشطار في انشطار آخر — وإلا انطفأ التفاعل بدلاً من أن يستمر ذاتياً.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن نيوتروناً بطيء الحركة يُمتص بواسطة نواة يورانيوم-235، ما يجعلها غير مستقرة وتنشطر إلى نواتين أصغر (نواتين بنتين).
    • توضيح أن هذا الانشطار يطلق كمية كبيرة من الطاقة، إلى جانب اثنين أو ثلاثة نيوترونات إضافية.
    • توضيح أن هذه النيوترونات المُطلقة يمكن أن تُمتص بواسطة أنوية يورانيوم-235 أخرى، ما يجعلها تنشطر أيضاً.
    • توضيح أن هذا التسلسل الذاتي الاستمرار من تفاعلات الانشطار يُسمى تفاعلاً متسلسلاً.

    ملاحظة الفاحص: يتطلب التفاعل المتسلسل أن يتسبب نيوترون واحد على الأقل من كل حدث انشطار في انشطار آخر — وإلا انطفأ التفاعل بدلاً من أن يستمر ذاتياً.

12. 12.

    صِف ما يحدث أثناء الاندماج النووي، مع ذكر الشمس كمثال، وحدد فرقاً واحداً بين الاندماج والانشطار.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الاندماج هو اتحاد (اندماج) نواتين خفيفتين، مثل نواتي هيدروجين، لتكوين نواة أثقل واحدة، مثل الهيليوم، مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الاندماج هو العملية التي تُشغّل الشمس والنجوم الأخرى. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر فرق صحيح عن الانشطار، مثل أن الاندماج يجمع أنوية خفيفة معاً بينما يشطر الانشطار نواة ثقيلة، أو أن الاندماج يتطلب درجات حرارة وضغوطاً عالية جداً للتغلب على التنافر الكهروستاتيكي بين الأنوية. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يُطلق كل من الانشطار والاندماج طاقة لأن الأنوية الناتجة أكثر ترابطاً (استقراراً) من الأنوية الابتدائية — تأتي الطاقة المُطلقة من هذه الزيادة في طاقة الترابط.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن الاندماج هو اتحاد (اندماج) نواتين خفيفتين، مثل نواتي هيدروجين، لتكوين نواة أثقل واحدة، مثل الهيليوم، مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة.
    • توضيح أن الاندماج هو العملية التي تُشغّل الشمس والنجوم الأخرى.
    • ذكر فرق صحيح عن الانشطار، مثل أن الاندماج يجمع أنوية خفيفة معاً بينما يشطر الانشطار نواة ثقيلة، أو أن الاندماج يتطلب درجات حرارة وضغوطاً عالية جداً للتغلب على التنافر الكهروستاتيكي بين الأنوية.

    ملاحظة الفاحص: يُطلق كل من الانشطار والاندماج طاقة لأن الأنوية الناتجة أكثر ترابطاً (استقراراً) من الأنوية الابتدائية — تأتي الطاقة المُطلقة من هذه الزيادة في طاقة الترابط.

13. 13.

    ناقش ميزة واحدة وعيباً واحداً لتوليد الكهرباء باستخدام الانشطار النووي في محطة طاقة، مقارنة بحرق الوقود الأحفوري.

    [2 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. ابنِ حكماً مدعوماً: حدّد الادعاء واستخدم أدلة السؤال وناقش قيداً أو بديلاً مناسباً، واجعل الخلاصة مبنية على الأدلة. قد توجد أكثر من إجابة قابلة للدفاع عنها.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر ميزة صحيحة، مثل أن محطات الطاقة النووية لا تُطلق ثاني أكسيد الكربون أو غازات دفيئة أخرى أثناء التشغيل، بخلاف محطات الوقود الأحفوري. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر عيباً صحيحاً، مثل أن محطات الطاقة النووية تنتج نفايات مشعة تبقى خطرة لفترة طويلة جداً ويصعب تخزينها أو التخلص منها بأمان. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تتطلب أسئلة الحجج المتوازنة كهذه ميزة محددة حقيقية وعيباً محدداً حقيقياً — نادراً ما تحصل الإجابات الغامضة أو أحادية الجانب على الدرجة الكاملة.

    نقاط التصحيح

    • ذكر ميزة صحيحة، مثل أن محطات الطاقة النووية لا تُطلق ثاني أكسيد الكربون أو غازات دفيئة أخرى أثناء التشغيل، بخلاف محطات الوقود الأحفوري.
    • ذكر عيباً صحيحاً، مثل أن محطات الطاقة النووية تنتج نفايات مشعة تبقى خطرة لفترة طويلة جداً ويصعب تخزينها أو التخلص منها بأمان.

    ملاحظة الفاحص: تتطلب أسئلة الحجج المتوازنة كهذه ميزة محددة حقيقية وعيباً محدداً حقيقياً — نادراً ما تحصل الإجابات الغامضة أو أحادية الجانب على الدرجة الكاملة.

14. 14.

    اذكر ثلاثة مصادر للإشعاع الخلفي، وحدد أيها عادةً المساهم الأكبر.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر غاز الرادون من الصخور والتربة كمصدر للإشعاع الخلفي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر الأشعة الكونية من الفضاء كمصدر للإشعاع الخلفي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر الإجراءات الطبية، مثل أشعة إكس، كمصدر للإشعاع الخلفي. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن غاز الرادون من الصخور والتربة عادةً المساهم الأكبر المنفرد في الإشعاع الخلفي لمعظم الناس. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يأتي الإشعاع الخلفي من مزيج من المصادر الطبيعية (الرادون، الأشعة الكونية، الصخور) والمصادر الاصطناعية (الطبية، الصناعة النووية) — تشكل المصادر الطبيعية الغالبية العظمى لمعظم الناس.

    نقاط التصحيح

    • ذكر غاز الرادون من الصخور والتربة كمصدر للإشعاع الخلفي.
    • ذكر الأشعة الكونية من الفضاء كمصدر للإشعاع الخلفي.
    • ذكر الإجراءات الطبية، مثل أشعة إكس، كمصدر للإشعاع الخلفي.
    • توضيح أن غاز الرادون من الصخور والتربة عادةً المساهم الأكبر المنفرد في الإشعاع الخلفي لمعظم الناس.

    ملاحظة الفاحص: يأتي الإشعاع الخلفي من مزيج من المصادر الطبيعية (الرادون، الأشعة الكونية، الصخور) والمصادر الاصطناعية (الطبية، الصناعة النووية) — تشكل المصادر الطبيعية الغالبية العظمى لمعظم الناس.

15. 15.

    اذكر ثلاثة احتياطات سلامة يجب اتخاذها عند التعامل مع مصدر مشع في مختبر مدرسي.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح استخدام ملقط لمناولة المصدر، مع إبعاده عن الجسم قدر الإمكان. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح تقليل زمن التعرض للمصدر. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح تخزين المصدر في وعاء محمي (مبطن بالرصاص) عند عدم استخدامه. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: المبادئ الرئيسية الثلاثة لسلامة الإشعاع هي: تعظيم المسافة، وتقليل زمن التعرض، واستخدام الحماية — يغطي تذكرها معظم أسئلة السلامة العملية.

    نقاط التصحيح

    • توضيح استخدام ملقط لمناولة المصدر، مع إبعاده عن الجسم قدر الإمكان.
    • توضيح تقليل زمن التعرض للمصدر.
    • توضيح تخزين المصدر في وعاء محمي (مبطن بالرصاص) عند عدم استخدامه.

    ملاحظة الفاحص: المبادئ الرئيسية الثلاثة لسلامة الإشعاع هي: تعظيم المسافة، وتقليل زمن التعرض، واستخدام الحماية — يغطي تذكرها معظم أسئلة السلامة العملية.

16. 16.

    تتحلل نواة الراديوم-226 (₈₈²²⁶Ra) بإصدار جسيم ألفا. اكتب رمز النواة الناتجة (النواة البنت).

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن جسيم ألفا يُزيل عدداً كتلياً مقداره 4 وعدداً ذرياً مقداره 2. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: الحصول على عدد كتلي 222 وعدد ذري 86. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: كتابة النواة البنت ₈₆²²²Rn (الرادون-222). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يُعد تحلل الراديوم-226 إلى رادون-222 خطوة حقيقية في سلسلة تحلل اليورانيوم-238 الطبيعية، وهو مصدر معظم غاز الرادون الموجود في المنازل.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن جسيم ألفا يُزيل عدداً كتلياً مقداره 4 وعدداً ذرياً مقداره 2.
    • الحصول على عدد كتلي 222 وعدد ذري 86.
    • كتابة النواة البنت ₈₆²²²Rn (الرادون-222).

    ملاحظة الفاحص: يُعد تحلل الراديوم-226 إلى رادون-222 خطوة حقيقية في سلسلة تحلل اليورانيوم-238 الطبيعية، وهو مصدر معظم غاز الرادون الموجود في المنازل.

17. 17.

    بعد إصدار جسيم ألفا أو بيتا، غالباً ما تبقى النواة في حالة مثارة (طاقة أعلى). اشرح ما يحدث عندما تُصدر النواة بعد ذلك أشعة غاما، وحدد ما يحدث لعددها الكتلي وعددها الذري.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن النواة تفقد طاقتها الزائدة بإصدار أشعة غاما (إشعاع كهرومغناطيسي). بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن العدد الكتلي والعدد الذري يبقيان دون تغيير أثناء إصدار غاما. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن السبب هو أن أشعة غاما لا تمتلك كتلة ولا شحنة، لذا تحمل الطاقة فقط، دون تغيير تركيب النواة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يتبع إصدار غاما دائماً تقريباً تحلل ألفا أو بيتا، حيث تستقر النواة من حالة مثارة إلى حالتها المستقرة — نادراً ما يحدث بمفرده.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن النواة تفقد طاقتها الزائدة بإصدار أشعة غاما (إشعاع كهرومغناطيسي).
    • توضيح أن العدد الكتلي والعدد الذري يبقيان دون تغيير أثناء إصدار غاما.
    • توضيح أن السبب هو أن أشعة غاما لا تمتلك كتلة ولا شحنة، لذا تحمل الطاقة فقط، دون تغيير تركيب النواة.

    ملاحظة الفاحص: يتبع إصدار غاما دائماً تقريباً تحلل ألفا أو بيتا، حيث تستقر النواة من حالة مثارة إلى حالتها المستقرة — نادراً ما يحدث بمفرده.

18. 18.

    يسجل طالب معدل عدّ مصدر مشع، مصححاً بالإشعاع الخلفي، عبر الزمن: 400 عدّة/دقيقة عند 0 دقيقة، 200 عدّة/دقيقة عند 8 دقائق، 100 عدّة/دقيقة عند 16 دقيقة. حدد العمر النصفي للمصدر.

    [3 درجة]

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. دوّن المقادير المعطاة والمجهول المطلوب. اختر العلاقة التي تربطها واذكر الافتراضات اللازمة ثم عوّض قبل التقريب. احتفظ بالتعبيرات الدقيقة عندما يطلب السؤال نتيجة دقيقة.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد أن معدل العدّ ينخفض إلى النصف من 400 إلى 200 عدّة/دقيقة خلال أول 8 دقائق. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد أنه ينخفض إلى النصف مجدداً، من 200 إلى 100 عدّة/دقيقة، خلال 8 دقائق إضافية، ما يؤكد نمطاً ثابتاً. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: تحديد العمر النصفي للمصدر بـ 8 دقائق. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يؤكد التحقق من انخفاض معدل العدّ إلى النصف خلال الفترة الزمنية نفسها أكثر من مرة أن العمر النصفي ثابت، لأنه لا يعتمد على كمية العينة المتبقية.

    نقاط التصحيح

    • تحديد أن معدل العدّ ينخفض إلى النصف من 400 إلى 200 عدّة/دقيقة خلال أول 8 دقائق.
    • تحديد أنه ينخفض إلى النصف مجدداً، من 200 إلى 100 عدّة/دقيقة، خلال 8 دقائق إضافية، ما يؤكد نمطاً ثابتاً.
    • تحديد العمر النصفي للمصدر بـ 8 دقائق.

    ملاحظة الفاحص: يؤكد التحقق من انخفاض معدل العدّ إلى النصف خلال الفترة الزمنية نفسها أكثر من مرة أن العمر النصفي ثابت، لأنه لا يعتمد على كمية العينة المتبقية.

19. 19.

    اشرح لماذا يمكن أن يكون التعرض للإشعاع المؤين ضاراً للخلايا الحية، وحدد أثراً محتملاً طويل المدى على الجسم.

    [3 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن الإشعاع المؤين يمكن أن ينتزع إلكترونات من الذرات والجزيئات داخل الخلايا الحية، متلفاً أو مغيراً تركيبها. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن هذا التأين يمكن أن يتلف الحمض النووي داخل الخلايا. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر أثر طويل المدى صحيح، مثل أن تلف الحمض النووي هذا يمكن أن يسبب طفرات قد تؤدي إلى السرطان. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: يأتي الضرر من الإشعاع المؤين تحديداً من قدرته على تأيين (إزالة إلكترونات من) الذرات داخل الخلايا — وهذا ما يميزه عن الإشعاع غير المؤين مثل موجات الراديو.

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن الإشعاع المؤين يمكن أن ينتزع إلكترونات من الذرات والجزيئات داخل الخلايا الحية، متلفاً أو مغيراً تركيبها.
    • توضيح أن هذا التأين يمكن أن يتلف الحمض النووي داخل الخلايا.
    • ذكر أثر طويل المدى صحيح، مثل أن تلف الحمض النووي هذا يمكن أن يسبب طفرات قد تؤدي إلى السرطان.

    ملاحظة الفاحص: يأتي الضرر من الإشعاع المؤين تحديداً من قدرته على تأيين (إزالة إلكترونات من) الذرات داخل الخلايا — وهذا ما يميزه عن الإشعاع غير المؤين مثل موجات الراديو.

20. 20.

    عرّف مصطلح النظائر، واذكر مثالاً على نظيرين لنفس العنصر، محدداً طريقة تختلف بها خصائصهما وطريقة يتشابهان بها.

    [4 درجة] · بدون آلة حاسبة

    شرح الإجابة

    الشروح الإرشادية مبنية على نقاط التصحيح وليست اشتقاقات متحققاً منها بصورة مستقلة.

    1. قسّم المطلوب إلى أجزائه. اربط في كل جزء حقيقةً أو ملاحظةً مناسبة بالنتيجة التي تدعمها. وصف ما يحدث وتفسير سبب حدوثه مهمتان مختلفتان.
    2. طوّر هذا الجزء من الإجابة: توضيح أن النظائر ذرات لنفس العنصر (نفس عدد البروتونات/نفس العدد الذري) لها أعداد مختلفة من النيوترونات، وبالتالي أعداد كتلية مختلفة. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    3. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر مثال صحيح، مثل الكربون-12 والكربون-14. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    4. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر طريقة تختلف بها خصائصهما، مثل أن الكربون-14 مشع (غير مستقر) بينما الكربون-12 مستقر، أو أن لهما كتلتين مختلفتين. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    5. طوّر هذا الجزء من الإجابة: ذكر طريقة يتشابهان بها، مثل أن لهما خصائص كيميائية متطابقة، لأن السلوك الكيميائي يعتمد على عدد البروتونات/الإلكترونات، وليس النيوترونات. بيّن التفصيل أو المبدأ الذي يدعمه وصلته بالمطلوب؛ تُقبل الصياغة المكافئة المدعومة.
    6. راجع المهمة كاملة، بما فيها القيود والوحدات والدقة والأدلة عند ملاءمتها. تنبيه خاص: تتصرف نظائر العنصر نفسه دائماً بشكل متطابق في التفاعلات الكيميائية، لأن الكيمياء تحكمها ترتيب الإلكترونات (الذي يعتمد على عدد البروتونات) — تختلف فقط خصائصها النووية (الفيزيائية).

    نقاط التصحيح

    • توضيح أن النظائر ذرات لنفس العنصر (نفس عدد البروتونات/نفس العدد الذري) لها أعداد مختلفة من النيوترونات، وبالتالي أعداد كتلية مختلفة.
    • ذكر مثال صحيح، مثل الكربون-12 والكربون-14.
    • ذكر طريقة تختلف بها خصائصهما، مثل أن الكربون-14 مشع (غير مستقر) بينما الكربون-12 مستقر، أو أن لهما كتلتين مختلفتين.
    • ذكر طريقة يتشابهان بها، مثل أن لهما خصائص كيميائية متطابقة، لأن السلوك الكيميائي يعتمد على عدد البروتونات/الإلكترونات، وليس النيوترونات.

    ملاحظة الفاحص: تتصرف نظائر العنصر نفسه دائماً بشكل متطابق في التفاعلات الكيميائية، لأن الكيمياء تحكمها ترتيب الإلكترونات (الذي يعتمد على عدد البروتونات) — تختلف فقط خصائصها النووية (الفيزيائية).

أسئلة تدريبية أصلية غير رسمية من SubjectScout، وليست أسئلة أوراق سابقة رسمية.