A radioaktivitást felfedező Becquerel kezdetben azt gondolta, hogy az urán ércei tiszta röntgensugárzást bocsátanak ki. Mit tapasztalhatott abban a kísérletben, amely meggyőzhette arról, hogy az uránérc által kibocsátott sugárzás nem lehet tiszta röntgensugárzás?
A) Az uránérc sugárzását nagy áthatoló képességűnek találta.
B) Az uránérc sugárzását ionizáló hatásúnak találta.
C) Az uránérc sugárzását elektromágneses térben eltéríthetőnek találta.
A) Az uránérc sugárzását nagy áthatoló képességűnek találta.
B) Az uránérc sugárzását ionizáló hatásúnak találta.
C) Az uránérc sugárzását elektromágneses térben eltéríthetőnek találta.
A kérdés első olvasatra fizikatörténeti ismereteket igényel, de pusztán a gimis fizika ismeretek alapján is egyértelműen megválaszolható.
1. megoldás
Az A) és B) válasz is egyértelműen kizárható:
Az A) válasz azért, mert a röntgensugárzás ionizáló hatású, ezért az uránérc sugárzását ionizáló hatásúnak tapasztalva továbbra is fennmaradna a lehetőség, hogy az röntgensugárzás.
A B) válasz azért, mert a röntgen- és gammasugárzás nagy áthatolóképességűek, míg az alfa- és béta‑sugárzások anyagban rövid úton elnyelődnek, ezért az uránérc sugárzását nagy áthatolóképességűnek tapasztalva továbbra is fennállna a lehetőség, hogy az röntgensugárzás.
2. megoldás
Ha tudjuk (vagy gyorsan megnézzük), hogy a természetes urán elsöprő többségében kétféle izotópot tartalmaz ($99,3\%$‑ban \(\mathrm{^{238}U}\)‑t és $0,7\%$‑ban \(\mathrm{^{235}U}\)‑t), és mindkettő alfa-bomló, vagyis \(\mathrm{He^{2+}}\)-ionokat sugároznak, akkor a kibocsátott pozitív részecskék elektromos mezővel eltéríthetőek (már ha az elektromos térerősségnek van olyan összetevője, mely a kisugárzott alfa-részecske sebességére merőleges), szemben a röntgensugarakkal, melyek semleges fotonokból áll, amikre az elektromos mező nem fejt ki erőt, így nem tudja eltéríteni őket.