Задание 1, страница 230 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 1

1. Выполните перевод масс протона и нейтрона из кг в а.е.м.

2. Изобразите ядра атомов $_{7}^{14}N$ и $_{8}^{16}O$.

1. Выполните перевод масс протона и нейтрона из кг в а.е.м.

Дано:

Масса покоя протона, $m_p = 1.6726219 \times 10^{-27}$ кг

Масса покоя нейтрона, $m_n = 1.6749275 \times 10^{-27}$ кг

Атомная единица массы (а.е.м.), 1 а.е.м. = $1.660539 \times 10^{-27}$ кг

Найти:

Массу протона $m_p$ в а.е.м.

Массу нейтрона $m_n$ в а.е.м.

Решение:

Чтобы перевести массу из килограммов (кг) в атомные единицы массы (а.е.м.), необходимо значение массы в килограммах разделить на величину одной атомной единицы массы, выраженную в килограммах.

1. Вычислим массу протона в а.е.м.:

$m_p (\text{а.е.м.}) = \frac{m_p (\text{кг})}{1 \text{ а.е.м. (кг)}} = \frac{1.6726219 \times 10^{-27} \text{ кг}}{1.660539 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.}} \approx 1.007276$ а.е.м.

2. Вычислим массу нейтрона в а.е.м.:

$m_n (\text{а.е.м.}) = \frac{m_n (\text{кг})}{1 \text{ а.е.м. (кг)}} = \frac{1.6749275 \times 10^{-27} \text{ кг}}{1.660539 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.}} \approx 1.008665$ а.е.м.

Ответ: Масса протона составляет приблизительно $1.007276$ а.е.м., масса нейтрона - приблизительно $1.008665$ а.е.м.

2. Изобразите ядра атомов ${}^{14}_{7}N$ и ${}^{16}_{8}O$.

Решение:

Стандартное обозначение ядра химического элемента – ${}^{A}_{Z}X$, где:

$\text{X}$ – символ химического элемента.

$\text{Z}$ – зарядовое число (нижний индекс), которое равно количеству протонов в ядре и порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

$\text{A}$ – массовое число (верхний индекс), которое равно общему числу нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре.

Число нейтронов $\text{N}$ в ядре можно рассчитать по формуле: $N = A - Z$.

Проанализируем состав каждого ядра:

1. Ядро атома азота ${}^{14}_{7}N$:

Зарядовое число $Z = 7$, значит, в ядре содержится 7 протонов.

Массовое число $A = 14$.

Число нейтронов $N = A - Z = 14 - 7 = 7$.

Следовательно, ядро атома азота-14 состоит из 7 протонов и 7 нейтронов.

2. Ядро атома кислорода ${}^{16}_{8}O$:

Зарядовое число $Z = 8$, значит, в ядре содержится 8 протонов.

Массовое число $A = 16$.

Число нейтронов $N = A - Z = 16 - 8 = 8$.

Следовательно, ядро атома кислорода-16 состоит из 8 протонов и 8 нейтронов.

Ответ: Ядро атома ${}^{14}_{7}N$ состоит из 7 протонов и 7 нейтронов. Ядро атома ${}^{16}_{8}O$ состоит из 8 протонов и 8 нейтронов.