Номер 3, страница 213 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

3. Чему равен заряд и масса протона?

2. В чем сущность протонно-нейтронной модели?

Протонно-нейтронная модель строения атомного ядра, предложенная в 1932 году независимо советским физиком Дмитрием Иваненко и немецким физиком Вернером Гейзенбергом, является основной современной теорией, описывающей состав атомных ядер. Сущность этой модели заключается в следующих ключевых положениях:

• Все атомные ядра состоят из двух типов элементарных частиц, называемых нуклонами: протонов и нейтронов.
• Протоны ($p^+$) — это частицы, имеющие положительный электрический заряд, равный по модулю элементарному заряду ($e$). Число протонов в ядре, обозначаемое $Z$, называется зарядовым числом или атомным номером. Оно определяет порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева и его химические свойства.
• Нейтроны ($n^0$) — это электрически нейтральные частицы (их заряд равен нулю), масса которых очень близка к массе протона.
• Суммарное число протонов и нейтронов в ядре называется массовым числом и обозначается буквой $A$. Таким образом, $A = Z + N$, где $N$ — число нейтронов в ядре.
• Нуклоны в ядре удерживаются вместе благодаря сильному ядерному взаимодействию. Это чрезвычайно мощные, но короткодействующие силы, которые действуют на расстояниях порядка размеров ядра (около $10^{-15}$ м) и многократно превосходят силы электростатического отталкивания между протонами.
• Эта модель позволила объяснить существование изотопов — разновидностей атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов ($Z$), но разное число нейтронов ($N$), а следовательно, и разную массу ($A$).

Ответ: Сущность протонно-нейтронной модели состоит в том, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов, которые удерживаются вместе силами ядерного взаимодействия.

3. Чему равен заряд и масса протона?

Протон ($p^+$) является одной из трех основных частиц, из которых состоит атом (наряду с нейтроном и электроном). Его заряд и масса — это фундаментальные физические константы.

Заряд протона ($q_p$)
Заряд протона положителен и по абсолютной величине в точности равен заряду электрона (элементарному электрическому заряду $e$).
В Международной системе единиц (СИ) он составляет:
$q_p = e \approx +1,602176634 \times 10^{-19}$ Кл (кулон)

Масса протона ($m_p$)
Масса протона в состоянии покоя составляет:
$m_p \approx 1,67262192 \times 10^{-27}$ кг (килограмм)

Массу протона также часто выражают в других единицах для удобства в ядерной физике:

• В атомных единицах массы (а.е.м.): $m_p \approx 1,007276$ а.е.м.
• В энергетических единицах, исходя из эквивалентности массы и энергии ($E=mc^2$): $m_p \approx 938,272$ МэВ/с².

Для сравнения, масса протона приблизительно в 1836 раз превышает массу электрона.

Ответ: Заряд протона равен $q_p \approx +1,602 \times 10^{-19}$ Кл. Масса протона равна $m_p \approx 1,673 \times 10^{-27}$ кг.