Номер 42, страница 24, 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 42, страница 24.

Условие.

42. Могут ли заряды ядер двух атомов, имеющих одинаковое массовое число, быть различными? Обоснуйте ваш ответ.

Решение.

Да, могут. Такие ядра, а также соответствующие им атомы, называются изобарами.

Обоснование заключается в следующем. Массовое число $\text{A}$ — это общее количество нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре атома. Оно определяется формулой: $A = Z + N$, где $\text{Z}$ — это зарядовое число, равное количеству протонов в ядре, а $\text{N}$ — количество нейтронов.

Заряд ядра $\text{q}$ определяется исключительно количеством протонов $\text{Z}$ и равен $q = Z \cdot e$, где $\text{e}$ — элементарный заряд. Таким образом, чтобы заряды ядер были различными, у них должно быть разное число протонов.

Два атома могут иметь одинаковое массовое число $\text{A}$, но при этом разное число протонов $\text{Z}$ и, следовательно, разное число нейтронов $\text{N}$. Поскольку заряды их ядер определяются числом протонов, то при различных $\text{Z}$ заряды ядер также будут различными.

В качестве примера можно привести аргон-40 ($_{18}^{40}Ar$) и кальций-40 ($_{20}^{40}Ca$).

Для аргона-40 ($_{18}^{40}Ar$): массовое число $A = 40$, число протонов $Z = 18$, число нейтронов $N = 40 - 18 = 22$. Заряд ядра составляет $18e$.

Для кальция-40 ($_{20}^{40}Ca$): массовое число $A = 40$, число протонов $Z = 20$, число нейтронов $N = 40 - 20 = 20$. Заряд ядра составляет $20e$.

Как видно из примера, у этих атомов одинаковое массовое число ($A=40$), но разные заряды ядер ($18e$ и $20e$), так как они содержат разное количество протонов.

Ответ: Да, заряды ядер двух атомов с одинаковым массовым числом могут быть различными. Это возможно, если ядра имеют разное количество протонов и, как следствие, разное количество нейтронов для сохранения общего массового числа. Такие атомы называются изобарами.