Номер 4, страница 222 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 52. Строение атома - номер 4, страница 222.

Условие.

4. Каковы размеры атома и атомного ядра?

Решение.

Размеры атома и его ядра — это фундаментальные характеристики, которые разительно отличаются друг от друга.

Размер атома

Атом не имеет четкой физической границы, так как его электроны образуют так называемое электронное облако, плотность которого уменьшается по мере удаления от ядра. Поэтому размер атома является условной величиной. Его обычно характеризуют атомным или ковалентным радиусом. Типичный диаметр атома составляет величину порядка $10^{-10}$ м. Эта единица длины также известна как ангстрем ($1 Å = 10^{-10}$ м). В зависимости от химического элемента, диаметры атомов варьируются от примерно $0.5 Å$ для атома водорода до $5 Å$ для атома цезия.

Ответ: Характерный линейный размер (диаметр) атома составляет величину порядка $10^{-10}$ м.

Размер атомного ядра

Атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, занимает чрезвычайно малую часть объема атома, но при этом в нем сосредоточено более 99.9% всей массы атома. Размер ядра зависит от количества нуклонов (протонов и нейтронов) в нем и может быть оценен по эмпирической формуле для радиуса: $R = r_0 \sqrt[3]{A}$, где $\text{A}$ — массовое число (общее число нуклонов), а $r_0$ — константа, примерно равная $1.2 \times 10^{-15}$ м (1.2 фемтометра, или 1.2 фм). Таким образом, диаметры атомных ядер лежат в диапазоне от примерно $2.4 \times 10^{-15}$ м для легких ядер до $15 \times 10^{-15}$ м (15 фм) для тяжелых ядер, таких как уран.

Сравнение показывает, что диаметр атома в 10 000 – 100 000 раз превышает диаметр его ядра. Если представить атом размером с футбольный стадион, то ядро в его центре будет иметь размер не больше горошины. Это означает, что атом по большей части состоит из пустого пространства.

Ответ: Характерный линейный размер (диаметр) атомного ядра составляет величину порядка $10^{-15} - 10^{-14}$ м.