Страница 116 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Во сколько раз, согласно рассмотренной наглядной модели, атом больше ядра? Предложите другую наглядную модель, с помощью которой можно было бы сравнить размеры атома и ядра.

Во сколько раз, согласно рассмотренной наглядной модели, атом больше ядра?

Для ответа на этот вопрос необходимо сравнить характерные линейные размеры (радиусы) атома и его ядра. Поскольку в задании не указана конкретная модель, мы будем основываться на общепринятых физических данных.

Средний радиус атома: $R_а \approx 10^{-10}$ м.
Средний радиус атомного ядра: $R_я \approx 10^{-15}$ м.

Отношение радиуса атома к радиусу ядра: $N = \frac{R_а}{R_я}$.

Чтобы найти, во сколько раз атом больше ядра, разделим значение радиуса атома на значение радиуса ядра.

$N = \frac{R_а}{R_я} \approx \frac{10^{-10} \text{ м}}{10^{-15} \text{ м}} = 10^5$

Полученное значение показывает, что радиус атома превосходит радиус ядра примерно в 100 000 раз. Стоит отметить, что если сравнивать объёмы, которые пропорциональны кубу радиуса ($V \propto R^3$), то разница будет еще более значительной: объём атома больше объёма ядра примерно в $(10^5)^3 = 10^{15}$ (квадриллион) раз.

Согласно общепринятым данным, атом по своему линейному размеру (радиусу или диаметру) примерно в 100 000 раз больше ядра.

Предложите другую наглядную модель, с помощью которой можно было бы сравнить размеры атома и ядра.

Для того чтобы наглядно представить колоссальную разницу в масштабах между атомом и его ядром, можно использовать следующую модель-аналогию, которую условно назовем «Стадион».

В этой модели атомное ядро представляется в виде очень маленького объекта, например, горошины или вишенки, которая помещена в самый центр большого футбольного стадиона. Весь стадион, включая поле, беговые дорожки и трибуны, в этой аналогии представляет собой атом. Электроны, в свою очередь, можно представить как микроскопические пылинки, которые вращаются по орбитам, проходящим по самым дальним зрительским рядам.

Данная модель эффективно иллюстрирует два фундаментальных свойства атома:

1. Огромное различие в размерах: модель демонстрирует, насколько мало ядро по сравнению со всем объемом, который занимает атом.
2. «Пустоту» атома: становится очевидно, что подавляющая часть атома — это пустое пространство, в котором лишь изредка и на огромной скорости проносятся электроны.

В качестве наглядной модели можно предложить аналогию, в которой ядро атома — это вишня, расположенная в центре футбольного стадиона, а сам стадион представляет собой атом.