Номер 2, страница 326 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

2. На каком основании можно предположить, что масса электрона значительно меньше массы атома водорода?

1. Электрон был открыт в 1897 году английским физиком Джозефом Джоном Томсоном в ходе изучения катодных лучей. Катодные лучи — это потоки частиц, возникающие в вакуумных трубках при подаче высокого напряжения между электродами. Томсон обнаружил, что эти лучи отклоняются в электрическом и магнитном полях, что доказывало их корпускулярную природу и наличие у частиц заряда. Направление отклонения указывало на то, что заряд отрицательный. Ключевым моментом стало измерение отношения заряда частицы к ее массе ($e/m_e$), которое называют удельным зарядом. Оказалось, что это отношение не зависит ни от материала, из которого сделан катод, ни от остаточного газа в трубке. Это позволило Томсону сделать вывод, что частицы катодных лучей (электроны) являются универсальной и фундаментальной составляющей любого вещества.

Ответ: Электрон был открыт Дж. Дж. Томсоном в 1897 г. в результате экспериментов с катодными лучами, которые показали, что это фундаментальные отрицательно заряженные частицы, входящие в состав всех атомов.

2. Предположение о том, что масса электрона значительно меньше массы атома водорода, основано на сравнении удельных зарядов электрона и иона водорода. Удельный заряд — это отношение заряда частицы к её массе ($q/m$). Эксперименты Дж. Дж. Томсона показали, что удельный заряд электрона ($e/m_e$) примерно в 1837 раз больше, чем удельный заряд иона водорода ($e/m_H$), который был известен из опытов по электролизу. Это соотношение выглядит так: $ \frac{e/m_e}{e/m_H} = \frac{m_H}{m_e} \approx 1837 $. Поскольку заряд электрона и заряд иона водорода (протона) по модулю равны элементарному заряду $\text{e}$, из этого следует, что масса электрона ($m_e$) во столько же раз меньше массы иона водорода ($m_H$). Так как масса атома водорода и иона водорода практически совпадают, можно сделать вывод, что масса электрона значительно меньше массы атома водорода.

Ответ: Основанием является тот факт, что удельный заряд электрона ($e/m_e$) примерно в 1837 раз больше удельного заряда иона водорода ($e/m_H$). Так как их заряды по модулю равны, масса электрона должна быть во столько же раз меньше массы иона (и атома) водорода.

3. Заряд и масса электрона были определены на основе результатов нескольких ключевых опытов, так как оставшаяся часть вопроса на изображении отсутствует, будем считать, что она звучит как "...были определены заряд и масса электрона?".
Во-первых, удельный заряд электрона ($e/m_e$) был измерен Дж. Дж. Томсоном в 1897 году в экспериментах по отклонению катодных лучей в электрическом и магнитном полях.
Во-вторых, заряд электрона ($\text{e}$) был с высокой точностью измерен американским физиком Робертом Милликеном в его опытах с каплями масла (1909–1913 гг.). Он показал, что электрический заряд дискретен и измерил величину элементарного заряда.
Наконец, масса электрона ($m_e$) не измерялась напрямую, а была вычислена с использованием уже известных значений удельного заряда и заряда по формуле: $ m_e = \frac{e}{e/m_e} $.

Ответ: Удельный заряд электрона ($e/m_e$) был определен из опытов Томсона с катодными лучами, заряд ($\text{e}$) — из опытов Милликена с каплями масла, а масса ($m_e$) была вычислена из этих двух величин.