Номер 6, страница 49 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IV. Электрический заряд. Электрическое поле. Считаем и сравниваем - номер 6, страница 49.

Условие.

6. Во сколько раз заряд ядра гелия отличается от заряда ядра бора? Не противоречит ли ответ гипотезе о существовании элементарного заряда?

Решение.

Дано:

Химический элемент - Гелий (He)
Химический элемент - Бор (B)
Элементарный заряд, $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Найти:

1. Отношение зарядов ядер бора и гелия.
2. Проверить, не противоречит ли ответ гипотезе о существовании элементарного заряда.

Решение:

Во сколько раз заряд ядра гелия отличается от заряда ядра бора?

Заряд атомного ядра определяется общим зарядом протонов, из которых оно состоит. Количество протонов в ядре, в свою очередь, равно порядковому номеру элемента ($\text{Z}$) в периодической системе Менделеева. Заряд одного протона равен по модулю элементарному заряду $\text{e}$. Таким образом, заряд ядра можно рассчитать по формуле:
$q = Z \cdot e$
1. Найдем заряд ядра гелия (He). Порядковый номер гелия $Z_{He} = 2$.
$q_{He} = 2 \cdot e$
2. Найдем заряд ядра бора (B). Порядковый номер бора $Z_{B} = 5$.
$q_{B} = 5 \cdot e$
3. Чтобы определить, во сколько раз отличаются заряды, найдем их отношение (разделим больший заряд на меньший):
$\frac{q_{B}}{q_{He}} = \frac{5e}{2e} = 2.5$
Заряд ядра бора в 2.5 раза больше заряда ядра гелия.

Ответ: Заряд ядра бора в 2.5 раза больше заряда ядра гелия.

Не противоречит ли ответ гипотезе о существовании элементарного заряда?

Гипотеза о существовании элементарного заряда (или принцип квантования заряда) гласит, что любой существующий в природе электрический заряд кратен элементарному заряду $\text{e}$. Это означает, что заряд любой частицы или тела можно выразить формулой $q = n \cdot e$, где $\text{n}$ — целое число.
Рассмотрим заряды ядер из нашей задачи:
- Заряд ядра гелия: $q_{He} = 2e$. Здесь множитель $n=2$, что является целым числом.
- Заряд ядра бора: $q_{B} = 5e$. Здесь множитель $n=5$, что также является целым числом.
Оба заряда полностью соответствуют гипотезе об элементарном заряде. Тот факт, что их отношение (2.5) является дробным числом, никак не противоречит этой гипотезе. Гипотеза применяется к каждому заряду в отдельности, а не к их соотношению.

Ответ: Нет, не противоречит. Ответ полностью согласуется с гипотезой, так как заряд каждого из ядер (гелия и бора) в отдельности является целым кратным элементарному заряду.