Формулы по физике 11 класс: строение атома и опыт Резерфорда

Тема «Строение атома и опыт Резерфорда» посвящена ядерной модели атома, открытию атомного ядра и результатам рассеяния альфа-частиц на тонкой металлической фольге. В школьном курсе эта тема преимущественно описательная: отдельного набора обязательных расчётных формул для неё нет, однако используются формулы для определения состава атома и его электрического заряда.

Формулы: строение атома и опыт Резерфорда

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Массовое число атомного ядра	A = Z + N N = A − Z	A — массовое число — общее количество протонов и нейтронов в ядре Z — зарядовое число — количество протонов в ядре N — количество нейтронов в ядре
Заряд атомного ядра	q_я = +Z·e	q_я — электрический заряд атомного ядра, Кл Z — количество протонов в ядре e — элементарный электрический заряд (e ≈ 1,6·10^{-19} Кл), Кл
Заряд электронов в нейтральном атоме	q_э = -Z·e	q_э — суммарный электрический заряд всех электронов нейтрального атома, Кл Z — количество электронов в нейтральном атоме, равное количеству протонов e — элементарный электрический заряд, Кл
Суммарный электрический заряд атома	q_ат = (Z − n_э)·e	q_ат — суммарный электрический заряд атома или иона, Кл Z — количество протонов в ядре n_э — количество электронов в атоме или ионе e — элементарный электрический заряд, Кл

Когда какую формулу применять

Для определения количества нейтронов в ядре используйте N = A - Z.
Для определения заряда ядра умножьте количество протонов Z на элементарный заряд e. Заряд ядра всегда положительный.
В нейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов, поэтому суммарный электрический заряд равен нулю.
При расчёте заряда иона учитывайте разницу между количеством протонов и электронов.
Не путайте массовое число A с относительной атомной массой элемента: массовое число является целым числом нуклонов.

Пример решения задачи

Ядро атома золота содержит 79 протонов и имеет массовое число 197. Определите количество нейтронов в ядре.

Дано:

Z = 79

A = 197

N — ?

Решение:

Количество нейтронов определяем по формуле:

N = A - Z

N = 197 - 79 = 118

Ответ: 118 нейтронов.