Вопросы в начале параграфа, страница 192 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Какие элементарные частицы вам известны?

Чему равен заряд электрона? Чему равен заряд протона?

Нарисуйте схему строения атома водорода.

Что вам известно о рентгеновском излучении?

Какие элементарные частицы вам известны?

Элементарные частицы — это фундаментальные, бесструктурные частицы, из которых, согласно современным представлениям, состоит вся материя. Их классифицирует Стандартная модель физики элементарных частиц. Все известные элементарные частицы делятся на две большие группы: фермионы и бозоны.

1. Фермионы — это частицы, из которых состоит вещество. Они обладают полуцелым спином и подчиняются принципу Паули. Фермионы делятся на:

• Кварки: существуют шесть "ароматов" кварков (верхний (up), нижний (down), странный (strange), очарованный (charm), прелестный (bottom) и истинный (top)). Кварки не встречаются в свободном состоянии, а объединяются в группы, образуя составные частицы — адроны (например, протоны и нейтроны).
• Лептоны: к ним относятся электрон, мюон, тау-лептон, а также три соответствующих им вида нейтрино (электронное, мюонное и тау-нейтрино). В отличие от кварков, лептоны могут существовать как свободные частицы.

2. Бозоны — это частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий или частицы поля. Они обладают целым спином.

• Калибровочные бозоны (переносчики взаимодействий):
  • Фотон — переносчик электромагнитного взаимодействия.
  • Глюоны — переносчики сильного ядерного взаимодействия, удерживающего кварки вместе.
  • W- и Z-бозоны — переносчики слабого ядерного взаимодействия, ответственного за некоторые виды радиоактивного распада.
• Скалярный бозон (бозон Хиггса): частица, связанная с полем Хиггса, которое, согласно Стандартной модели, придаёт массу другим элементарным частицам.

Также важно упомянуть составные частицы, такие как протоны и нейтроны. Они не являются элементарными, так как состоят из кварков (протон из двух верхних и одного нижнего, нейтрон — из одного верхнего и двух нижних), но они являются основными строительными блоками атомных ядер.

Ответ: Известны две группы элементарных частиц: фермионы (кварки и лептоны), из которых состоит вещество, и бозоны (фотоны, глюоны, W- и Z-бозоны, бозон Хиггса), которые являются переносчиками взаимодействий или частицами поля. Протоны и нейтроны являются составными частицами, состоящими из кварков.

Чему равен заряд электрона? Чему равен заряд протона?

Заряды электрона и протона являются фундаментальными физическими константами. По модулю они равны элементарному электрическому заряду, обозначаемому буквой $e$.

Заряд электрона ($q_e$) является отрицательным и равен по величине элементарному заряду.
$q_e = -e \approx -1,602176634 \times 10^{-19}$ Кл.

Заряд протона ($q_p$) является положительным и также равен по величине элементарному заряду.
$q_p = +e \approx +1,602176634 \times 10^{-19}$ Кл.

Таким образом, заряды электрона и протона равны по абсолютной величине, но противоположны по знаку. Это свойство обеспечивает электронейтральность атомов в их нормальном состоянии.

Ответ: Заряд электрона равен $ -1,6 \times 10^{-19} $ Кл. Заряд протона равен $ +1,6 \times 10^{-19} $ Кл.

Нарисуйте схему строения атома водорода.

Атом водорода (в его самом распространенном изотопе — протии) является простейшим из всех атомов. Он состоит из одной положительно заряженной частицы — протона, образующего ядро, и одной отрицательно заряженной частицы — электрона, который движется вокруг ядра.

Ниже представлена упрощенная схема строения атома водорода, основанная на планетарной модели Бора:

На схеме показано:

• В центре атома находится ядро, состоящее из одного протона (p+).
• Вокруг ядра по орбите движется один электрон (e-).

Атом в целом электрически нейтрален, так как положительный заряд протона компенсируется отрицательным зарядом электрона.

Ответ: Атом водорода состоит из ядра, в котором находится один протон, и одного электрона, вращающегося вокруг ядра.

Что вам известно о рентгеновском излучении?

Рентгеновское излучение — это вид электромагнитного излучения, которое невидимо для человеческого глаза. Оно было открыто в 1895 году немецким физиком Вильгельмом Конрадом Рентгеном.

Основные характеристики и свойства:

• Природа: Является потоком фотонов высокой энергии. В шкале электромагнитных волн рентгеновское излучение занимает диапазон между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Длина волны составляет примерно от 0,01 до 10 нанометров.
• Возникновение: Существует два основных механизма генерации рентгеновских лучей:
  1. Тормозное излучение: возникает при резком замедлении (торможении) быстрых заряженных частиц, например, электронов, в веществе (например, при их столкновении с мишенью из тяжелого металла в рентгеновской трубке).
  2. Характеристическое излучение: испускается атомами, когда электрон из-за внешнего воздействия выбивается с одной из внутренних электронных оболочек, а на его место переходит электрон с более высокой по энергии оболочки. Разница энергий испускается в виде рентгеновского фотона.
• Проникающая способность: Рентгеновские лучи обладают высокой проникающей способностью. Они могут проходить сквозь материалы, непрозрачные для видимого света, например, через мягкие ткани человеческого тела. Однако они поглощаются более плотными веществами, такими как кости или металлы.
• Ионизирующее действие: Обладая высокой энергией, рентгеновские фотоны способны ионизировать атомы и молекулы вещества, то есть выбивать из них электроны. Это свойство опасно для живых организмов, так как может повреждать клетки, но оно же используется в лучевой терапии для уничтожения раковых клеток.

Применение:

• Медицина: рентгенография (получение снимков костей и внутренних органов), флюорография, компьютерная томография (КТ), лучевая терапия.
• Промышленность: дефектоскопия для контроля качества сварных швов и литых изделий (неразрушающий контроль).
• Безопасность: сканеры для досмотра багажа в аэропортах.
• Наука: рентгеноструктурный анализ для определения кристаллической структуры веществ (именно так была определена структура ДНК), рентгеновская астрономия для изучения космических объектов.

Ответ: Рентгеновское излучение — это высокоэнергетическое электромагнитное излучение с высокой проникающей и ионизирующей способностью. Оно возникает при торможении электронов или при электронных переходах в атомах и широко применяется в медицине, промышленности и науке.