Номер 11, страница 83 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

*11. Может ли какая-либо частица иметь заряд, равный $1.5e$? $20e$?

Для ответа на этот вопрос необходимо использовать фундаментальный принцип электродинамики — принцип дискретности (квантования) электрического заряда. Он утверждает, что заряд любой частицы или тела $q$ всегда кратен элементарному электрическому заряду $e$.

Формула для заряда выглядит следующим образом:

$q = n \cdot e$

где $e$ — элементарный заряд (минимально возможный заряд, по модулю равный заряду электрона, $e \approx 1,6 \cdot 10^{-19}$ Кл), а $n$ — обязательно целое число ($n = 0, \pm1, \pm2, \ldots$).

Проанализируем оба случая, предложенные в задаче.

Может ли частица иметь заряд, равный 1,5e?

Предположим, что существует частица с зарядом $q = 1,5e$. Согласно принципу квантования, для этой частицы должно выполняться равенство $q = n \cdot e$.

Подставим значение заряда:

$1,5e = n \cdot e$

Разделив обе части уравнения на $e$, получим $n = 1,5$.

Число 1,5 не является целым. Это означает, что заряд $1,5e$ не является кратным элементарному заряду. Следовательно, существование частицы с таким зарядом невозможно.

Ответ: Нет, частица не может иметь заряд, равный $1,5e$, так как любой заряд должен быть кратен элементарному заряду $e$.

Может ли частица иметь заряд, равный 20e?

Теперь рассмотрим случай с зарядом $q = 20e$. Применим тот же принцип квантования заряда: $q = n \cdot e$.

Подставим значение:

$20e = n \cdot e$

Разделив обе части на $e$, получим $n = 20$.

Число 20 является целым, поэтому существование частицы с таким зарядом возможно. Например, атом, который потерял 20 своих электронов, превращается в многозарядный ион с положительным зарядом $+20e$. Или, наоборот, тело, получившее 20 избыточных электронов, будет иметь отрицательный заряд $-20e$.

Ответ: Да, частица может иметь заряд, равный $20e$.