Совет 1: Как определить заряд атома

Заряд атома, наряду с его квантовыми числами, является одной из важнейших числовых характеристик атома. Знание заряда атома необходимо для решения различных задач электростатики, электродинамики, атомной и ядерной физики.
Вам понадобится
  • Знание структуры атома, атомный номер
Инструкция
1
Атом любого вещества состоит из электронной оболочки и ядра. Ядро состоит из двух типов частиц - нейтронов и протонов. Нейтроны не имеют электрического заряда, то есть электрический заряд нейтронов не равен нулю. Протоны являются положительно заряженными частицами и имеют электрический заряд, равный +1. Количество протонов характеризует атомный номер данного атома..
Электронная оболочка ядра состоит из электронных орбиталей, на которых расположено разное количество электронов. Электрон - отрицательно заряженная элементарная частица. Ее электрический заряд равен -1.
2
Для того чтобы определить заряд атома, необходимо знать его структуру - количество протонов в ядре и количество электронов в электронной оболочке. Суммарный заряд атома получается в результате алгебраического суммирования зарядов входящих в него протонов и электронов.
Как правило, атом является электронейтральным, то есть количество протонов в нем равно количеству электронов. Заряд такого атома, очевидно, равен нулю. Пример - атом водорода H состоит из одного протона и одного электрона. Q = 1+(-1) = 0 - заряд электронейтрального водорода.
3
В силу некоторых причин количество протонов и электронов в атоме может не совпадать. В этом случае атом является положительно или отрицательно заряженным ионом. Например, положительный ион натрия имеет 11 протонов и 10 электронов. Его заряд Q = 11+(-10) = 1.

Совет 2: Как определить заряд ядра

Атом химического элемента состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро - это центральная часть атома, в котором сосредоточена почти вся его масса. В отличие от электронной оболочки, ядро имеет положительный заряд.
Вам понадобится
  • Атомный номер химического элемента, закон Мозли
Инструкция
1
Ядро атома состоит из двух типов частиц - протонов и нейтронов. Нейтроны являются электронейтральными частицами, то есть их электрический заряд равен нуля. Протоны являются положительно заряженными частицами и их электрический заряд равен +1.
2
Таким образом, заряд ядра равен количеству протонов. В свою очередь, количество протонов в ядре равно атомному номеру химического элемента. К примеру, атомный номер водорода - 1, то есть ядро водорода состоит из одного протона имеет заряд +1. Атомный номер натрия - 11, заряд его ядра равен +11.
3
При альфа-распаде ядра его его атомный номер уменьшается на два за счет испускания альфа-частицы (ядра атома гелия). Таким образом, количество протонов в ядре, испытавшем альфа-распад, также уменьшается на два.
Бета-распад может происходить в трех различных видах. В случае распада «бета-минус» нейтрон превращается в протон при испускании электрона и антинейтрино. Тогда заряд ядра увеличивается на единицу.
В случае распада «бета-плюс» протон превращается в нейтрон, позитрон и нйтрино, заряд ядра уменьшается на единицу.
В случае электронного захвата заряд ядра также уменьшается на единицу.
4
Заряд ядра можно также определить по частоте спектральных линий характеристического излучения атома. Согласно закону Мозли: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, где v - спектральная частота характеристического излучения, R - постоянная Ридберга, S - постоянная экранирования, n - главное квантовое число.
Таким образом, Z = n*sqrt(v/r)+s.
Видео по теме
Источники:
  • как изменяется заряд ядра

Совет 3: Как определить электрический заряд

Электрический заряд – это величина, характеризующая способность физического тела быть источником электромагнитного поля и принимать участие во взаимодействии с другими подобными источниками. Еще древние греки обнаружили, что если кусок янтаря потереть о шерсть, то он приобретет способность притягивать легкие предметы. Янтарь на древнегреческом языке назывался «электрон».
Инструкция
1
Школьникам, изучавшим физику в старших классах, наверняка знаком простейший прибор – электрометр. Он состоит из металлического стержня с круглым горизонтально расположенным выступом. На этот выступ насажена стрелка, которая может свободно вращаться. Что произойдет, если к металлическому стержню электрометра прикоснется заряженное тело? Часть заряда как бы перетечет на стержень и стрелку. Но поскольку эти заряды одноименные, то они будут отталкивать друг друга. И стрелка отклонится от первоначального положения на некоторый угол. С помощью градуированной шкалы его замеряют и рассчитывают величину заряда. Легко можно понять, что чем больше заряд, тем больше будет угол отклонения стрелки электрометра, и наоборот. Разумеется, с помощью такого примитивного прибора можно произвести лишь приблизительное определение величины заряда. Если нужна высокая точность, применяются чувствительные электронные электрометры.
2
Можете воспользоваться законом Кулона: F = kq1q2/r^2, где F – сила взаимодействия между двумя заряженными телами, q1 и q2 – величины их зарядов, r – расстояние между центрами этих тел, а k – коэффициент пропорциональности. Иными словами, если у вас есть тело, заряд которого q1 вам известен, то, поднеся второе тело, заряд которого q2 необходимо определить на расстояние r и силу взаимодействия F с помощью чувствительного прибора-динамометра, вы легко вычислите искомый заряд q2 по формуле: q2 = Fr^2/(kq1).
3
Также возможно вычистить величину заряда, измерив силу тока в цепи. Дело в том, что суммарная величина заряда, протекшего через поперечное сечение какого-либо проводника, вычисляется по формуле: Q = IT, где I – сила тока в амперах, а Т – время в секундах. Для этого опыта вам понадобится секундомер и амперметр – прибор для определения силы тока. Соберите электрическую цепь, куда включен амперметр, включите ток, запишите показание амперметра. Разомкните цепь, одновременно выключив секундомер. Запишите, сколько времени ток был в цепи. И по вышеуказанной формуле подсчитайте суммарный электрический заряд.
Видео по теме
Полезный совет
Понятие о положительном и отрицательном заряде ввел Б. Франклин в середине 18-го века. А сам термин «электрический заряд» был впервые использован Шарлем Кулоном в 1785-м году, который как бы объединил слова «электрон» и «заряд». В честь этого ученого названа основная единица электрического заряда – 1 кулон.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500