Задание 1, страница 159 - 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 протона, $m_p \approx 1,67262 \times 10^{-27}$ кг

Масса нейтрона, $m_n \approx 1,67493 \times 10^{-27}$ кг

Атомная единица массы, 1 а.е.м. $\approx 1,66054 \times 10^{-27}$ кг

Перевод в СИ:

Данные о массах уже представлены в основной единице системы СИ (килограмм).

Найти:

Массу протона $m_p$ в а.е.м. и массу нейтрона $m_n$ в а.е.м.

Решение:

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

1. Вычисление массы протона в а.е.м.:
$m_p(\text{а.е.м.}) = \frac{m_p(\text{кг})}{1 \text{ а.е.м. (кг)}} = \frac{1,67262 \times 10^{-27} \text{ кг}}{1,66054 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.}} \approx 1,00727$ а.е.м.

2. Вычисление массы нейтрона в а.е.м.:
$m_n(\text{а.е.м.}) = \frac{m_n(\text{кг})}{1 \text{ а.е.м. (кг)}} = \frac{1,67493 \times 10^{-27} \text{ кг}}{1,66054 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.}} \approx 1,00866$ а.е.м.

Ответ: Масса протона $m_p \approx 1,00727$ а.е.м., масса нейтрона $m_n \approx 1,00866$ а.е.м.

2. Изобразите ядра атомов $^{14}_7N$ и $^{16}_8O$.

Состав ядра атома определяется по его обозначению $^A_Z X$, где $\text{Z}$ — это зарядовое число (количество протонов), а $\text{A}$ — массовое число (общее количество протонов и нейтронов). Количество нейтронов $\text{N}$ вычисляется по формуле $N = A - Z$.

Ядро атома азота $^{14}_7N$:
- Зарядовое число $Z = 7$, следовательно, ядро содержит 7 протонов.
- Массовое число $A = 14$.
- Количество нейтронов $N = A - Z = 14 - 7 = 7$.
Таким образом, ядро атома азота-14 состоит из 7 протонов и 7 нейтронов.

Ядро атома кислорода $^{16}_8O$:
- Зарядовое число $Z = 8$, следовательно, ядро содержит 8 протонов.
- Массовое число $A = 16$.
- Количество нейтронов $N = A - Z = 16 - 8 = 8$.
Таким образом, ядро атома кислорода-16 состоит из 8 протонов и 8 нейтронов.

Ответ: Ядро атома $^{14}_7N$ состоит из 7 протонов и 7 нейтронов. Ядро атома $^{16}_8O$ состоит из 8 протонов и 8 нейтронов.