Номер 2, страница 130 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Строение атома. Элементы классической электронной теории. Параграф 35. Элементарный электрический заряд. Задания и упражнения - номер 2, страница 130.

Условие.

2. Может ли существовать частица с зарядом $1,2 \cdot 10^{-19}$ Кл; $4,8 \cdot 10^{-19}$ Кл?

Решение.

Основной принцип, который необходимо использовать для ответа на этот вопрос, — это принцип квантования (дискретности) электрического заряда. Он гласит, что любой существующий в свободном состоянии электрический заряд $\text{q}$ всегда кратен элементарному электрическому заряду $\text{e}$.

Это можно выразить формулой:

$q = N \cdot e$

где $\text{N}$ — обязательно целое число ($N \in \mathbb{Z}$), а $\text{e}$ — элементарный заряд, величина которого приблизительно равна $1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

Чтобы определить, может ли существовать частица с заданным зарядом, нужно разделить этот заряд на величину элементарного заряда. Если в результате получится целое число, то такая частица может существовать.

Дано:

$q_1 = 1.2 \cdot 10^{-19}$ Кл

$q_2 = 4.8 \cdot 10^{-19}$ Кл

$e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Найти:

Определить, могут ли существовать частицы с зарядами $q_1$ и $q_2$.

Решение:

Проверим оба значения заряда на кратность элементарному заряду $\text{e}$.

Частица с зарядом 1,2 · 10⁻¹⁹ Кл

Найдем, какому количеству элементарных зарядов $N_1$ эквивалентен данный заряд:

$N_1 = \frac{q_1}{e} = \frac{1.2 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = \frac{1.2}{1.6} = 0.75$

Поскольку полученное число $N_1 = 0.75$ не является целым, частица с таким зарядом не может существовать в свободном состоянии.

Ответ: Частица с зарядом $1.2 \cdot 10^{-19}$ Кл существовать не может.

Частица с зарядом 4,8 · 10⁻¹⁹ Кл

Найдем, какому количеству элементарных зарядов $N_2$ эквивалентен данный заряд:

$N_2 = \frac{q_2}{e} = \frac{4.8 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = \frac{4.8}{1.6} = 3$

Поскольку полученное число $N_2 = 3$ является целым, частица с таким зарядом может существовать. Например, это может быть ион, у которого не хватает трех электронов.

Ответ: Частица с зарядом $4.8 \cdot 10^{-19}$ Кл существовать может.