Номер 1, страница 16, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Квантовая физика. Глава VI. Атомное ядро и ядерная энергетика. Параграф 25. Атомное ядро - номер 1, страница 16.

Условие.

1. Докажите, что заряд ядра равен $Z \cdot e$, где $\text{e}$ — элементарный заряд.

Решение.

1. Дано:

Атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов.
$\text{Z}$ – количество протонов в ядре (зарядовое число).
$\text{N}$ – количество нейтронов в ядре.
$q_p$ – заряд одного протона, равный элементарному заряду $\text{e}$.
$q_n$ – заряд одного нейтрона, равный нулю.

Доказать:

Заряд ядра $q_{ядра}$ равен произведению зарядового числа на элементарный заряд: $q_{ядра} = Z \cdot e$.

Решение:

Полный электрический заряд любой системы тел, в данном случае атомного ядра, равен алгебраической сумме зарядов всех частиц, входящих в эту систему.

Атомное ядро состоит из двух видов частиц: протонов и нейтронов.

1. Протоны — положительно заряженные частицы. Заряд каждого протона равен элементарному заряду $\text{e}$. В ядре содержится $\text{Z}$ протонов, поэтому их суммарный заряд составляет:
$q_{протонов} = Z \cdot q_p = Z \cdot e$

2. Нейтроны — электрически нейтральные частицы, их заряд равен нулю ($q_n = 0$). В ядре содержится $\text{N}$ нейтронов, и их суммарный заряд равен:
$q_{нейтронов} = N \cdot q_n = N \cdot 0 = 0$

3. Чтобы найти полный заряд ядра ($q_{ядра}$), необходимо сложить суммарные заряды протонов и нейтронов:
$q_{ядра} = q_{протонов} + q_{нейтронов}$
Подставляя полученные выражения, получаем:
$q_{ядра} = Z \cdot e + 0 = Z \cdot e$

Таким образом, заряд ядра полностью определяется количеством протонов в нем и равен $Z \cdot e$.

Ответ: Заряд атомного ядра складывается из зарядов составляющих его протонов и нейтронов. Так как нейтроны электрически нейтральны ($q_n = 0$), а каждый из $\text{Z}$ протонов несёт положительный заряд, равный элементарному заряду $\text{e}$, то полный заряд ядра равен сумме зарядов всех протонов, то есть $Z \cdot e$. Что и требовалось доказать.