Номер 46.14, страница 169 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 7. Электрические явления. Параграф 46. Сведения о строении атома - номер 46.14, страница 169.

Условие.

46.14 [1215] Может ли атом водорода или другого вещества лишиться заряда, равного $0.5e$?

Решение.

Решение 3.

Решение 4.

Решение 5.

Решение 6.

Решение 7.

Нет, атом водорода или любого другого вещества не может лишиться заряда, равного 0,5 заряда электрона. Это утверждение основывается на фундаментальном принципе физики — принципе квантования электрического заряда.

Согласно этому принципу, электрический заряд существует не в виде непрерывной величины, а в виде дискретных порций. Самая маленькая из этих порций, которая может существовать в свободном состоянии, называется элементарным зарядом. Его величина, обозначаемая как $e$, равна по модулю заряду электрона и составляет приблизительно $1,602 \times 10^{-19}$ Кл.

Любой заряд $q$ макроскопического тела или частицы, способной к самостоятельному существованию, всегда кратен этому элементарному заряду: $q = n \cdot e$, где $n$ — целое число ($n = 0, \pm 1, \pm 2, \dots$).

Изменение заряда атома (процесс, называемый ионизацией) происходит в результате потери или приобретения им одного или нескольких электронов. Поскольку электрон является фундаментальной частицей и в рамках химических и атомных процессов неделим, атом может потерять или приобрести только целое число электронов. Следовательно, его заряд может измениться только на величину, кратную заряду одного электрона $e$. Потерять заряд, равный $0,5e$, означало бы, что от атома отделилась половина электрона, что невозможно.

Хотя в современной физике известно о существовании частиц с дробным зарядом — кварков (например, u-кварк с зарядом $+2/3e$ и d-кварк с зарядом $-1/3e$), они не наблюдаются в свободном состоянии. Кварки всегда объединены в составные частицы (адроны, такие как протоны и нейтроны) таким образом, что суммарный заряд этих частиц всегда кратен $e$. Процессы ионизации атомов не затрагивают структуру протонов и нейтронов, а связаны исключительно с обменом целыми электронами.

Ответ: Нет, не может, так как электрический заряд квантуется (существует в виде дискретных порций), и наименьшей порцией заряда, которой может обменяться атом, является заряд одного целого электрона.