Номер 11.3, страница 211 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Модель атома Резерфорда — Бора - номер 11.3, страница 211.

Условие.

атурана $g_2, B-$, неи аномнм $T_{3^H}$.

11.3. На рисунке 11.1 изображена модель атома, масса которого 15 а. е. м. Сколько протонов и нейтронов содержит ядро этого атома?

Рис. 11.1

Решение.

Дано:

Масса атома $m_{a} = 15$ а. е. м.
Модель атома (Рис. 11.1)

Перевод в систему СИ:

$m_{a} = 15 \cdot 1,66054 \cdot 10^{-27} \text{ кг} \approx 2,49 \cdot 10^{-26} \text{ кг}$

Найти:

Число протонов $N_p$ — ?
Число нейтронов $N_n$ — ?

Решение:

1. На рисунке изображена модель атома, который является электронейтральной частицей. В нейтральном атоме число электронов ($N_e$), вращающихся вокруг ядра, равно числу протонов ($N_p$) в ядре. Посчитаем общее число электронов, изображенных на рисунке: на внутренней электронной оболочке находится 2 электрона, на внешней — 5 электронов.

$N_e = 2 + 5 = 7$

2. Следовательно, число протонов в ядре также равно 7.

$N_p = N_e = 7$

3. Масса атома сосредоточена в его ядре и складывается из масс протонов и нейтронов. Масса одного протона и одного нейтрона приблизительно равна 1 а. е. м. (атомной единице массы). Массой электронов можно пренебречь, так как она значительно меньше. Поэтому массовое число атома ($\text{A}$) примерно равно его массе в а. е. м.

$A \approx 15$

4. Массовое число $\text{A}$ — это общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре:

$A = N_p + N_n$

5. Зная массовое число и число протонов, найдем число нейтронов $N_n$:

$N_n = A - N_p = 15 - 7 = 8$

Ответ: ядро этого атома содержит 7 протонов и 8 нейтронов.