Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон. Электрические заряды элементарных частиц: протоны, электроны и нейтроны — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие электрические заряды имеют протоны, электроны и нейтроны. Чем отличаются заряды этих частиц. Как взаимодействуют заряженные частицы. Какое значение имеет элементарный электрический заряд.

Содержание

Электрические заряды протонов и электронов

Протоны и электроны являются носителями элементарных электрических зарядов, равных по величине, но противоположных по знаку:

Протон имеет положительный заряд +1e
Электрон имеет отрицательный заряд -1e

Здесь e — это элементарный электрический заряд, равный:

e = 1,602176634 × 10^(-19) Кл

Почему протоны и электроны имеют противоположные заряды? Это фундаментальное свойство этих частиц, установленное экспериментально. Именно благодаря разным знакам зарядов протоны и электроны притягиваются друг к другу, образуя атомы.

Электрический заряд нейтрона

В отличие от протонов и электронов, нейтрон не имеет электрического заряда. Его заряд равен нулю. Почему нейтрон электрически нейтрален? Это связано с его внутренней структурой — нейтрон состоит из кварков, суммарный заряд которых равен нулю.

Взаимодействие заряженных частиц

Заряженные частицы взаимодействуют друг с другом по следующим правилам:

Одноименно заряженные частицы отталкиваются
Разноименно заряженные частицы притягиваются
Сила взаимодействия пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

Как это проявляется на практике? Электроны отталкиваются от электронов, протоны от протонов. А вот электроны и протоны притягиваются, что позволяет им образовывать устойчивые атомы.

Элементарный электрический заряд

Элементарный электрический заряд — это минимальный заряд, существующий в свободном состоянии в природе. Его носителями являются электрон (отрицательный заряд) и протон (положительный заряд).

Значение элементарного заряда:

e = 1,602176634 × 10^(-19) Кл

Все электрические заряды в природе кратны элементарному заряду. То есть заряд любой частицы или тела может быть выражен как целое число элементарных зарядов.

Роль заряженных частиц в строении атома

Электрические заряды протонов и электронов играют ключевую роль в формировании структуры атома:

Положительно заряженные протоны входят в состав атомного ядра
Отрицательно заряженные электроны образуют электронную оболочку атома
Электроны удерживаются вокруг ядра за счет электростатического притяжения к протонам
Нейтральный атом содержит равное число протонов и электронов

Какую роль играют нейтроны в атоме? Они входят в состав ядра и обеспечивают его стабильность, но не участвуют в электрических взаимодействиях.

Методы измерения элементарного заряда

Существует несколько экспериментальных методов определения величины элементарного электрического заряда:

Опыт Милликена с масляными каплями
Электролиз растворов электролитов
Измерение заряда электрона в пучке электронов

Какой из этих методов наиболее точный? Самые точные современные измерения проводятся с помощью эффекта Джозефсона и квантового эффекта Холла. Они позволяют определить значение элементарного заряда с точностью до 10 знаков после запятой.

Применение знаний об электрических зарядах

Понимание природы электрических зарядов элементарных частиц имеет множество практических применений:

Создание электронных приборов и интегральных схем
Разработка аккумуляторов и источников тока
Проектирование ускорителей заряженных частиц
Развитие нанотехнологий и наноэлектроники

Как эти знания используются в повседневной жизни? Они лежат в основе работы всех электронных устройств — от смартфонов до медицинского оборудования.

Нерешенные вопросы в физике элементарных зарядов

Несмотря на большой прогресс в понимании природы электрического заряда, некоторые вопросы остаются открытыми:

Почему элементарный заряд имеет именно такое значение?
Существуют ли частицы с дробными электрическими зарядами?
Как объяснить асимметрию зарядов в наблюдаемой Вселенной?

Решение этих проблем может привести к новым открытиям в физике элементарных частиц и космологии. Какие эксперименты помогут ответить на эти вопросы? Ученые возлагают большие надежды на исследования на Большом адронном коллайдере и в других крупных научных центрах.

Какими электрическими зарядами обладают электрон и нейтрон — Строй Обзор

Ответ оставил Гость

Ответ : ДЭлектрон всегда заряжен отрицательно , протон положительно , а нейтрон — не имеет заряда

Если ответ на твой вопрос отсутствует, или он не полный, то рекомендуем найти информацию через поиск на сайте.

Что такое атом? В переводе на русский язык атом означает неделимый. Долгое время никто не мог опровергнуть это утверждение. И наконец, в конце 19-го века было доказано, что атом делится на более мелкие частицы, главными из которых являются электроны, протоны и нейтроны.

При изучении этих частиц оказалось, что протоны и электроны обладают электрическими зарядами, причем заряды их равны по величине, но противоположны по знаку. Заряд электрона относится к тому электричеству, которое назвали отрицательным, а заряд протона – к тому, которое назвали положительным.

Масса электрона меньше массы протона примерно в 1840 раз.

Так как электроны и протоны электрически заряжены, они подчиняются закону о взаимодействии электрических зарядов: одноименные отталкиваются (протон с протоном и электрон с электроном), а разноименные притягиваются(протон с электронном).

Нейтрон — третья частица в составе атома, по массе равна протону, однако нейтрон не обладает электрическим зарядом. Говорят, что он электрически нейтрален, отсюда и его название – нейтрон.

Как было сказано выше, атом имеет очень сложное строение, но для первого раза можно ограничиться следующим упрощенным представлением о его строении.

В центре атома находится ядро, оно состоит из протонов и нейтронов, следовательно оно заряжено положительно. Вокруг ядра, на внушительном расстоянии, в сотни тысяч раз превосходящем его размеры, вращаются электроны.

Так как в каждом атоме число электронов равно числу протонов, то он считается электрически нейтральным.

Самый простой по строению атом – атом водорода, его ядро состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон.

Атомы различных веществ отличаются один от другого числом протонов, нейтронов и электронов.

Что такое ион? Если каким-нибудь образом атом потеряет один или несколько электронов, он станет положительно заряженным, такой атом будет называться положительным ионом, а если же атом приобретет один или несколько электронов, он будет называться отрицательным ионом, ибо он будет отрицательно заряженным.

Электрическое поле. Учеными было установлено существование особого вида материи – поля. Вокруг электрических зарядов тоже присутствует поле, называемое электрическим. Характерной особенностью этого поля является механическая сила, действующая на электрические заряды, находящиеся в этом поле. Чаще всего электрическое поле изображают на рисунках в виде стрелок, показывающих направление, в котором бы двигался под действием сил этого поля свободный положительный заряд. Также эти линии еще называют силовыми. В действительности никаких линий не существует.

Проводники и изоляторы. В различных веществах электроны связаны со своими атомами по-разному, в некоторых связь прочна, в некоторых – нет. Электроны, которые плохо связаны с атомами и которые могут легко покинуть их, называются свободными. Если в одной из точек вещества, в котором присутствуют свободные электроны, создать их избыток, а в другом – недостаток, то они, сохраняя хаотичное движение, начнут всей массой перемещаться в ту точку, сторону, где электронов недостаточно.

Это движение в одну сторону будет называться электрическим током. Вещества, в которых есть наличие свободных электронов, называются проводниками электрического тока. В остальных веществах, например слюде, резине, электроны, наоборот, очень крепко связаны со своими атомами и при нормальных условиях не смогут покинуть их, в таких веществах ток никогда не возникнет, поэтому они называются непроводниками, или изоляторами.

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

Контрольный тест — 8 класс

по теме «Электрические явления»

1 вариант max баллов — 15

1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?

А. Электрон-отрицательным, протон-положительным

Б. Электрон-положительным, протон- отрицательным

В. Электрон и протон -положительным

Г. Электрон и протон-отрицательным

Д. Электрон-отрицательным, протон не имеет заряда

2. Каков знак заряда qₒ, если направления сил взаимодействия положительного электрического заряда q с электрическим зарядом qₒ показаны на рисунке?

А. Положительный Б. Отрицательный В. Нейтральный

Г. Знак заряда может быть и положительный, и отрицательный

3.Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в металлах?

А. Положительных ионов Б. Отрицательных ионов В. Электронов

Г. Положительных и отрицательных ионов и электронов

4. Как называется единица измерения силы тока?

А. Джоуль Б. Кулон В. Ампер Г. Вольт Д. Ом

5. Какой формулой выражается закон Ома для участка цепи?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . I=q/t Д .U=A/q

6. По какой формуле вычисляется работа электрического тока?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . I=q/t Д .U=A/q

7. 1 На рисунке в электрическую цепь

включены четыре электрические лампы.

4 Какие из них включены параллельно?

2 А. Только лампы 2 и 3

Б. Только лампы 1 и 4

В. Лампы 1, 2 и 3

3 Г. Все четыре лампы

8. Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если известно, что сопротивление нити накала лампы 484 Ом.

9. На здании школы установлен ветряной двигатель, вращающий вал электрогенератора мощностью 0,6 кВт. Сколько ламп, рассчитанных на напряжение

12 В и силу тока 2А, может питать эта ветроэлектростанция?

10. Последовательно с нитью накала радиолампы сопротивлением 4 Ом включен резистор, сопротивление которого 2 Ом. Определите их общее сопротивление, общее напряжение и напряжение отдельно на радиолампе и резисторе, если сила тока в цепи равна 3 мА.

Контрольный тест — 8 класс

по теме «Электрические явления»

2 вариант max баллов — 15

1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и нейтрон?

А. Электрон-отрицательным, нейтрон — положительным

Б. Электрон-положительным, нейтрон — отрицательным

В. Электрон и нейтрон -положительным

Г. Электрон и нейтрон — отрицательным

Д. Электрон-отрицательным, нейтрон не имеет заряда

2. Каков знак заряда q˳, если направления сил взаимодействия положительного электрического заряда q с электрическим зарядом qₒ показаны на рисунке?

А.

Положительный Б. Отрицательный В. Нейтральный

Г. Знак заряда может быть и положительный, и отрицательный

3. Будут ли взаимодействовать близко расположенные электрические заряды в безвоздушном пространстве, например на Луне, где нет атмосферы?

А. Нет, поскольку вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле

Б. Да, поскольку вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле

В. Нет, поскольку вокруг каждого электрического заряда не существует электрическое поле

Г. Да, поскольку вокруг каждого электрического заряда не существует электрическое поле

4. Как называется единица измерения напряжения?

А. Джоуль Б. Кулон В. Ампер Г. Вольт Д. Ом

5. Какой формулой выражается закон Джоуля Ленца?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . Q=I²Rt Д .U=A/q

6. По какой формуле вычисляется мощность электрического тока?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . I=q/t Д .U=A/q

7. 1 На рисунке в электрическую цепь

включены четыре электрические лампы.

4 Какие из них включены последовательно?

2 А. Только лампы 2 и 3

Б. Только лампы 1 и 4

В. Лампы 1, 2 и 3

3 Г. Все четыре лампы

8. Какое количество теплоты выделяется в проводнике сопротивлением 100 Ом за 20с при напряжении на участке цепи 2 В?

9. Определите силу тока, проходящего через реостат, изготовленный из никелиновой проволоки длиной 50м и площадью поперечного сечения 1 мм², если напряжение на зажимах реостата равно 45 В. Удельное сопротивление никелина 0,4 (Ом· мм²) / м.

10. В цепь включены параллельно два проводника. Сопротивление одного равно 150 Ом, другого — 30 Ом. В каком проводнике сила тока больше; во сколько раз, если проводники включены под напряжение 220 В?

Мякишева Валентина ВасильевнаНаписать 3766 23.02.2016

Номер материала: ДВ-476097

23.02.2016 444

23.02.2016 841

23.02.2016 394

23.02.2016 9133

22.02.2016 228

22.02.2016 249

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон — Строй Обзор

Здесь легко и интересно общаться.

Присоединяйся!

Элементарный заряд – это минимальный заряд, которым обладают все заряженные элементарные частицы. Электрический заряд протона равен по абсолютной величине заряду электрона:
е = 1,6021892(46) * 10-19 Кл
Величина любого заряда кратна по абсолютной величине элементарному заряду, то есть заряду электрона. Электрон в переводе с греческого electron – янтарь, протон – от греческого protos – первый, нейтрон от латинского neutrum – ни то, ни другое.
Электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, и протоны, входящие в состав ядра, являются носителями равных по величине электрических зарядов. Установлено, что между электроном и протоном всегда действует сила взаимного притяжения, а между электронами, так же как и между протонами, — сила взаимного отталкивания.
В силу этого различия условились считать, что электрон обладает отрицательным электрическим зарядом, а протон — положительным.

протон (р) электрический заряд равен +1
электрон (е) электрический заряд равен -1

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

Контрольный тест — 8 класс

по теме «Электрические явления»

1 вариант max баллов — 15

1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?

А. Электрон-отрицательным, протон-положительным

Б. Электрон-положительным, протон- отрицательным

В. Электрон и протон -положительным

Г. Электрон и протон-отрицательным

Д. Электрон-отрицательным, протон не имеет заряда

А. Положительный Б. Отрицательный В. Нейтральный

Г. Знак заряда может быть и положительный, и отрицательный

3.Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в металлах?

А. Положительных ионов Б. Отрицательных ионов В. Электронов

Г. Положительных и отрицательных ионов и электронов

4. Как называется единица измерения силы тока?

А. Джоуль Б. Кулон В. Ампер Г. Вольт Д. Ом

5. Какой формулой выражается закон Ома для участка цепи?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . I=q/t Д . U=A/q

6. По какой формуле вычисляется работа электрического тока?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . I=q/t Д .U=A/q

7. 1 На рисунке в электрическую цепь

включены четыре электрические лампы.

4 Какие из них включены параллельно?

2 А. Только лампы 2 и 3

Б. Только лампы 1 и 4

В. Лампы 1, 2 и 3

3 Г. Все четыре лампы

12 В и силу тока 2А, может питать эта ветроэлектростанция?

Контрольный тест — 8 класс

по теме «Электрические явления»

2 вариант max баллов — 15

1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и нейтрон?

А. Электрон-отрицательным, нейтрон — положительным

Б. Электрон-положительным, нейтрон — отрицательным

В. Электрон и нейтрон -положительным

Г. Электрон и нейтрон — отрицательным

Д. Электрон-отрицательным, нейтрон не имеет заряда

А. Положительный Б. Отрицательный В. Нейтральный

Г. Знак заряда может быть и положительный, и отрицательный

А. Нет, поскольку вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле

Б. Да, поскольку вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле

В. Нет, поскольку вокруг каждого электрического заряда не существует электрическое поле

Г. Да, поскольку вокруг каждого электрического заряда не существует электрическое поле

4. Как называется единица измерения напряжения?

А. Джоуль Б. Кулон В. Ампер Г. Вольт Д. Ом

5. Какой формулой выражается закон Джоуля Ленца?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . Q=I²Rt Д .U=A/q

6. По какой формуле вычисляется мощность электрического тока?

А . A=IUt Б . P=UI В . I=U/R Г . I=q/t Д .U=A/q

7. 1 На рисунке в электрическую цепь

включены четыре электрические лампы.

4 Какие из них включены последовательно?

2 А. Только лампы 2 и 3

Б. Только лампы 1 и 4

В. Лампы 1, 2 и 3

3 Г. Все четыре лампы

Мякишева Валентина ВасильевнаНаписать 3767 23.02.2016

Номер материала: ДВ-476097

23.02.2016 444

23.02.2016 841

23.02.2016 394

23.02.2016 9133

22.02.2016 228

22.02.2016 283

22.02.2016 249

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Автор Паша задал вопрос в разделе Школы

каким электрическим зарядом обладает электрон и протон и получил лучший ответ

Ответ от Мастер Писем[гуру]
Элементарный заряд – это минимальный заряд, которым обладают все заряженные элементарные частицы. Электрический заряд протона равен по абсолютной величине заряду электрона:
е = 1,6021892(46) * 10-19 Кл
Величина любого заряда кратна по абсолютной величине элементарному заряду, то есть заряду электрона. Электрон в переводе с греческого electron – янтарь, протон – от греческого protos – первый, нейтрон от латинского neutrum – ни то, ни другое.
Электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, и протоны, входящие в состав ядра, являются носителями равных по величине электрических зарядов. Установлено, что между электроном и протоном всегда действует сила взаимного притяжения, а между электронами, так же как и между протонами, — сила взаимного отталкивания.
В силу этого различия условились считать, что электрон обладает отрицательным электрическим зарядом, а протон — положительным.
Источник: Электротехника — это просто!

Годовая контрольная работа 8 класс

Годовая контрольная работа 8 класс

Электрические и электромагнитные явления

Тест 8-1

Вариант 1

1. Какими электрическими зарядами обладают электрон и протон?

А. Электрон — отрицательным, протон — положительным. Б. Электрон — положительным, протон — отрицательным. В. Электрон и протон — положительным. Г. Электрон и протон — отрицательным. Д. Электрон — отрицательным, протон не имеет заряда. Е. Электрон — положительным, протон не имеет заряда.

2. Сколько электронов в нейтральном атоме водорода?

А. 1. В. 2. В. 3. Г. 4. Д. О.

3. На рисунке 1 показаны направления сил взаимодействия положительного электрического заряда q₁с электрическим зарядом q₂ Каков знак заряда q₂

А. Положительный. Б. Отрицательный. В. Нейтральный. Г. Знак заряда может быть и положительным и отрицательным.

4. Упорядоченным движением каких частиц создается электрический ток в металлах?

А. Положительных ионов. Б. Отрицательных ионов. В. Электронов. Г. Положительных и отрицательных ионов и электронов. Д. Положительных и отрицательных ионов.

5. Как называется единица измерения силы тока?

А. Ватт. Б. Ампер. В. Вольт. Г. Ом. Д. Джоуль.

6. Как называется единица измерения электрического сопротивления?

А. Ватт. Б. Ампер. В. Вольт. Г. Ом. Д. Джоуль.

7. Какой формулой выражается закон Ома для участка цепи?

А. А = IUt. Б. Р = UI. В. I = . Г. Q = I²Rt. Д. R = .

8. По какой формуле вычисляется мощность электрического тока?

А. А = IUt. Б. Р = UI. В. I = . Г. Q = I²Rt. Д. R = .

9. По какой формуле вычисляется количество теплоты, выделяющееся на участке электрической цепи?

А. А = IUt. Б. Р = UI. В. I = . Г. Q = I²Rt. Д. R = .

10. В электрическую цепь включены четыре электрические лампы (рис. 2). Какие из них включены параллельно?

А. Только лампы 2 и 3. Б. Только лампы 1 и 4. В. Лампы 1, 2 и 3. Г. Параллельно включенных ламп нет. Д. Все четыре лампы.

11. Сила тока, проходящая через нить лампы, 0,3 А, напряжение на лампе 6 В. Каково электрическое сопротивление нити лампы?

А. 2 Ом. Б. 1,8 Ом. В. 0,05 Ом. Г. 20 Ом. Д. 0,5 Ом.

12. Каково напряжение на участке электрической цепи сопротивлением 20 Ом при силе тока 200 мА?

А. 4000 В. Б. 4 В. В. 10 В. Г. О,1 В. Д. 100 В. Е. 0,01 В.

13. Какова мощность электрического тока в электрической плите при напряжении 200 В и силе тока 2 А?

А. 100 Вт. Б. 400 Вт. В. 0,01 Вт. Г. 4 кВт. Д. 1 кВт.

14. По данным вопроса 13 определите работу силы тока за 2 мин.

А. 48 кДж. Б. 800 Дж. В. 200 Дж. Г. — 3,3 Дж. Д. — 3 Дж. Е. — 0,05 Дж.

15. Какое количество теплоты выделяется в проводнике сопротивлением 20 Ом за 10 мин при силе тока в цепи 2 А?

А. 480 кДж. Б. 48 кДж. В. 24 кДж. Г. 8 кДж. Д. 800 Дж. Е. 400 Дж.

16. На рисунке 3 представлена схема электрической цепи. Каково общее электрическое сопротивление цепи?

А. 1,5 Ом. Б.3 Ом. В. 6 Ом. Г.12 Ом. Д.— 0,67 Ом.

17. Каково электрическое сопротивление алюминиевого провода длиной 100 м с поперечным сечением 2 мм²? Удельное электрическое сопротивление алюминия 0,028 мкОм • м.

А. 1400 Ом. В. 1,4 Ом. В. 0,014 Ом. Г. 0,0014 Ом. Д. 14• 10^-17 Ом.

18. Имеется стальной магнит. Если его распилить пополам между А я В (рис. 4), то каким магнитным свойством будет обладать конец А?

А. Будет северным магнитным полюсом. Б. Будет южным магнитным полюсом. В. Не будет обладать магнитным полем. Г. Сначала не будет обладать магнитным полем, но потом постепенно намагнитится и станет северным магнитным полюсом. Д. Сначала не будет обладать магнитным полем, по потом постепенно намагнитится и станет южным магнитным полюсом.

19. Какова стоимость электроэнергии, расходуемой электрическим утюгом мощностью 600 Вт за 40 мин непрерывной работы, если тариф электроэнергии 500 р./кВт • ч?

А. 5 к. Б. 12 р. В. 20 р. Г. 50 р. Д. 200 р. Е. 200 000 р.

20. Для измерения силы тока в лампе и напряжения на ней в электрическую цепь включают амперметр и вольтметр. Какой из этих электроизмерительных приборов должен быть включен параллельно лампе?

А. Только амперметр. Б. Только вольтметр. В. Амперметр и вольтметр. Г. Ни амперметр, ни вольтметр.

21. Как включаются автоматы, отключающие при перегрузках электрическую сеть квартиры, последовательно или параллельно электрическим приборам, включаемым в квартире?

А. Параллельно. В. Последовательно. В. Один автомат последовательно, другой параллельно. Г. Можно включать последовательно, можно параллельно. Д. Автомат включается независимо.

22. В комнате включены одна люстра с тремя электрическими лампами, телевизор и электрический утюг. Как они включены друг относительно друга?

А. Все параллельно. Б. Все последовательно. В. Лампы параллельно, утюг и телевизор последовательно. Г. Лампы последовательно, утюг и телевизор параллельно. Д. Все включены независимо друг от друга, ни последовательно, ни параллельно.

23. График зависимости силы тока от напряжения на концах проводника представлен на рисунке 5. Каково электрическое сопротивление проводника?

Тест 8-1

Вариант 2

1.Какими электрическими зарядами обладают электрон инейтрон?

А. Электрон — отрицательным, нейтрон — положительным. Б. Электрон — положительным, нейтрон — отрицательным. В. Электрон и нейтрон — положительным. Г. Электрон и нейтрон — отрицательным. Д. Электрон — отрицательным, нейтрон не имеет заряда. Е. Электрон — положительным, нейтрон не имеет заряда.

2. Сколько протонов в нейтральном атоме водорода?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. О.

3. На рисунке 1 показаны направления сил взаимодействия отрицательного электрического заряда q₁с электрическим зарядом q₂ Каков знак заряда q₂?

А. 0,2 Ом. Б. 5 Ом. В. 2 Ом. Г. 20 Ом. Д. 0,5 Ом.

12. Каково напряжение на участке электрической цепи сопротивлением 40 Ом при силе тока 100 мА?

А. 4000 В. Б. 4 В. В. 2,5 В. Г. 0,0025 В. Д. 0,4 В. Е. 400 В.

13. Какова мощность электрического тока в электрической лампе при напряжении 100 В и силе тока 0,5 А?

А. 1,5 Ом. Б. 3 Ом. В. 6 Ом. Г. 12 Ом. Д. 0,67 Ом.

17. Каково электрическое сопротивление медного провода длиной 10м с поперечным сечением 0,1 мм²? Удельное электрическое сопротивление меди 0,017 мкОм • м.

А. 1,7 • 10 ^-16 Ом. Б. 0,0017 Ом. В. 0,017 Ом. Г. 1,7 Ом. Д. 1700 Ом.

18. Имеется стальной магнит. Если его распилить пополам между А к В (рис. 4), то каким магнитным свойством будет обладать конец В?

А. Будет северным магнитным полюсом. Б. Будет южным магнитным полюсом. В. Не будет обладать магнитным полем. Г. Сначала не будет обладать магнитным полем, по потом постепенно намагнитится и станет северным магнитным полюсом. Д. Сначала не будет обладать магнитным полем, но потом постепенно намагнитится и станет южным магнитным полюсом.

19. Какова стоимость электроэнергии, расходуемой электрической плитой мощностью 900 Вт за 40 мин непрерывной работы, если тариф электроэнергии 500 р. /кВт ч?

А. 300 000 р. Б. 300 р. В. 72 р. Г. 18 р. Д. 14 р. Е. 7 к.

20. Необходимо измерить силу тока в лампе и напряжение на ней. Как следует включить по отношению к лампе амперметр и вольтметр?

А. Все параллельно. Б. Все последовательно. В. Лампы параллельно, пылесос и холодильник последовательно. Г. Лампы последовательно, пылесос и холодильник параллельно. Д. Все включены независимо друг от друга, ни последовательно, ни параллельно.

А. 2, 2. Б. 2, 3. В. 2, 4. Г. 3, 3. Д. 3, 4. Е. 4, 5.

30. При пропускании постоянного тока через проводник вокруг него возникло магнитное поле. Оно обнаруживается по расположению стальных опилок на листе бумаги по повороту магнитной стрелки. Каким образом это магнитное поле можно переместить из одного места в другое?

Световые явления

Тест 8-2

Вариант 1

1. При каких условиях за непрозрачным телом наблюдается одна тень с четкими границами?

А. Если свет идет от яркого источника любых размеров. В. Если свет идет от слабого источника любых размеров. В. Если источник света один и малых размеров. Г. Если источник света один, во больших размеров.

2. На вершине Останкинской телевизионной башни в Москве горит яркая электрическая лампа. Почему свет от нее нельзя увидеть во Владивостоке даже в самый большой телескоп в совершенно ясную погоду?

А. Световые лучи под действием силы тяжести постепенно искривляются и падают на Землю. Б. Световые лучи под действием конвекции поднимаются в верхние слои атмосферы. В. Из-за шарообразности Земли и прямолинейности распространения света. Г. Свет на больших расстояниях постепенно теряет свою энергию. Д. Световое излучение очень недолговечно, оно исчезает раньше, чем пройдет такое большое расстояние.

3. Какова скорость света в вакууме?

А. 58 м. Б. 0,017 м. В. 17 см. Г. 1,7 мм.

16. Какое изображение получается на сетчатке глаза человека?

Одного.

24. Картина М на стене освещается источником света S. В каком из трех положений 1, 2 или 3 плоское зеркало (рис. 13) дает наилучший эффект для дополнительного освещения картины отраженным светом источника S?

А. I. Б. 2. В. 3. Г. Во всех положениях дает примерно одинаковый эффект. Д. Ни в одном.

25. На собирающую линзу падают два параллельных луча, ход луча М после прохождения линзы показан на рисунке 14. По какому направлению пойдет луч N после линзы?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. Может пойти по любому из трех.

26. На рассеивающую линзу падают два параллельных луча, ход луча М после прохождения линзы показан на рисунке 15. По какому направлению пойдет луч N после линзы?

А. I. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

27. Свет Солнца проходит через отверстие квадратной формы в непрозрачном экране. Какой будет форма светлого пятна на листе белой бумаги за экраном? Поверхность листа перпендикулярна световым лучам.

А. Проходя через капли воды, белый свет окрашивается в разные цвета. Б. Белый цвет является светом, состоящим из разных цветов. В каплях воды в результате различного преломления он разделяется на составные цвета. В. Вместе с парами воды в облака в результате конвекции попадают различные мелкие окрашенные частицы. При падении вниз капли дождя захватывают эти частицы, и мы видим радугу. Г. Никакой радуги на небе не бывает. Это просто обман зрения.

30. Почему при освещении одинаковым белым светом одни предметы мы видим в отраженном свете белыми, а другие цветными?

А. Разные предметы обладают разными способностями окрашивать белый свет при отражении. Б. Тела поглощают белый свет, а затем испускают свой собственный свет, зависящий от их цвета. В. Ударяясь о разные предметы, частицы света расщепляются по-разному. В одних случаях мы воспринимаем действие таких «осколков» на глаз как белый свет, в других — как синий и так далее. Г. Белый свет представляет собой смесь излучений разных цветов. Тела белого цвета способны отражать все виды видимых излучений, тела красного цвета отражают только красный цвет, синего — синий и так далее.

СВЕТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тест 8-2

Вариант 2

1. При каких условиях за непрозрачным телом наблюдается одна тень с нечеткими границами?

А. Если свет идет от яркого источника любых размеров. Б. Если свет вдет от слабого источника любых размеров. В. Если источник света один и малых размеров. Г. Если источник света один, но больших размеров.

2. Почему вскоре после выхода из порта в открытое море корабль даже в совершенно ясную погоду становится невидимым?

А. Из-за быстрого уменьшения его видимых размеров. Б. Из-за свойства морской воды поглощать световые лучи. В. Из-за свойства морской воды отражать световые лучи. Г. Из-за шарообразности Земли и свойства прямолинейности распространения света.

3. Какое расстояние проходит свет за 1 с в вакууме?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

12. Расположение плоского зеркала MN и источника света S представлено на рисунке 6. Каково расстояние от источника S до его изображения в зеркале MN

А. При таком расположении изображения нет. Б. 2 м. В. 3 м. Г. 4 м. Д. 4,5 м.

13. Водитель М автомобиля хочет дать машине задний ход и смотрит в плоское зеркало N, нет ли помехи (рис. 7). Какого из пешеходов 1, 2, 3 oн невидит?

А. Только 1. В. Только 2. В. Только 3. Г. 1 и 2. Д. 1, 2 я 3. Е. Ни одного из трех.

14. Луч света падает на зеркальную поверхность цилиндра, ось цилиндра проходит через точку О (рис. 8). В каком направлении пойдет отраженный луч?

А. 1. Б. 2. В. 3. Г. 4. Д. 5.

15. Фокусное расстояние оптической системы глаза человека 17 мм. Какова его оптическая сила?

А. Белый цвет является светом, состоящим из разных цветов. В каплях воды в результате различного преломления он разделяется на составные цвета. Б. Проходя через капли воды, белый свет окрашивается в разные цвета. В. Вместе с парами воды в облака в результате конвекции попадают различные мелкие окрашенные частицы. При падении вниз капли дождя захватывают эти частицы, и мы видим радугу. Г. Никакой радуги на небе не бывает. Это просто обман зрения.

30. Почему белый свет после прохождения через синее стекло становится синим?

А. Стекло окрашивает белый свет. Б. Стекло поглощает белый свет, а затем излучает синий свет. В. Проходя через стекло, частицы света расщепляются по-разному. В одних случаях мы воспринимаем действие таких «осколков» на глаз как белый свет, в других — как синий и так далее. Г. Белый свет состоит из света разных цветов. Синее стекло поглощает свет всех цветов, кроме синего, а синий проходит сквозь стекло.

Годовая контрольная работа 8 класс

Что такое электрический заряд? | Живая наука

Протоны и электроны создают электрические поля. (Изображение предоставлено: Игорь Ж. | Shutterstock)

Большая часть электрического заряда переносится электронами и протонами внутри атома. Говорят, что электроны несут отрицательный заряд, а протоны — положительный, хотя эти обозначения совершенно произвольны (подробнее об этом позже). Протоны и электроны притягиваются друг к другу, что является архетипом клише «противоположности притягиваются», согласно веб-сайту Университета Джорджии HyperPhysics. И наоборот, два протона отталкиваются друг от друга, как и два электрона.

Протоны и электроны создают электрические поля, которые создают силу, называемую кулоновской силой, которая распространяется наружу во всех направлениях. По словам Серифа Урана, профессора физики Питтсбургского государственного университета, электрическое поле излучается наружу от заряженной частицы подобно тому, как свет излучается наружу от лампочки. Как и в случае с яркостью света, напряженность электрического поля уменьшается пропорционально квадрату расстояния от источника (1/ r ²). Если вы отодвинетесь в два раза дальше, сила поля уменьшится до одной четверти, а если вы отодвинетесь в три раза дальше, поле уменьшится до одной девятой.

Поскольку протоны обычно ограничены ядрами, встроенными в атомы, они не так свободны в движении, как электроны. Поэтому, когда мы говорим об электрическом заряде, мы почти всегда имеем в виду избыток или недостаток электронов. Когда существует дисбаланс зарядов и электроны могут течь, создается электрический ток.

Локализованный и постоянный дефицит или избыток электронов в объекте вызывает статическое электричество. Ток может принимать форму внезапного разряда статического электричества, такого как удар молнии или искра между вашим пальцем и заземленной пластиной выключателя света; устойчивый поток постоянного тока (DC) от батареи или солнечной батареи; или колебательный ток, такой как от генератора переменного тока (AC), радиопередатчика или аудиоусилителя.

Электрическая вселенная

Обычно мы не знаем об электрическом заряде, потому что большинство объектов содержат одинаковое количество положительного и отрицательного заряда, которые эффективно нейтрализуют друг друга, по словам Майкла Дубсона, профессора физики из Университета Колорадо в Боулдере. Обычно считается, что суммарный заряд Вселенной нейтрален. Если бы отношение положительного заряда к отрицательному было меньше всего в 10 ⁻⁴⁰ , кулоновская сила была бы более мощной, чем гравитация, что сделало бы вселенную совершенно отличной от той, которую мы наблюдаем, сказал Дубсон Live Science. Тем не менее, некоторые исследователи, такие как Михаэль Дюрен из Университета Юстуса Либиха в Гиссене в Германии, размышляли о возможности существования электрически заряженной Вселенной.

Первые исследования в области электричества

Положительные и отрицательные значения заряда были первоначально определены американским государственным деятелем и изобретателем Бенджамином Франклином, который начал изучать электричество в 1742 году. жидкости, одна положительная и одна отрицательная. Однако Франклин пришел к убеждению, что существует только одна электрическая жидкость и что у объектов может быть избыток или недостаток этой жидкости. Поэтому, по данным Аризонского университета, он изобрел термины положительный и отрицательный для обозначения избытка или недостатка соответственно.

Единицей измерения электрического заряда является кулон (Кл), названный в честь Шарля-Огюстена Кулона, французского физика 18-го века. Кулон разработал закон, который гласит: «одинаковые заряды отталкиваются, разные — притягиваются». Кулон определяется как количество заряда, переносимого током в один ампер за одну секунду. Хотя это звучит как небольшое количество, согласно HyperPhysics, «два заряда в один кулон каждый, разделенные на метр, будут отталкивать друг друга с силой около миллиона тонн!» Инженеры-электрики часто предпочитают использовать для заряда более крупную единицу — ампер-час, который равен 3600 °C.

Сила Кулона — одна из двух фундаментальных сил, заметных в макроскопическом масштабе, вторая — гравитация. Однако электрическая сила намного сильнее гравитации. Кулоновская сила отталкивания между двумя протонами из-за их заряда в 4,1 × 10 ⁴² раз больше силы притяжения между ними из-за их массы. Это верно для любого расстояния, поскольку расстояние сокращается в обеих частях уравнения.

Насколько это большое число? Сравнивать величину этих двух сил все равно, что сравнивать массу Земли с массой одной молекулы пенициллина! Однако гравитация по-прежнему доминирует во Вселенной в больших масштабах, потому что, в отличие от заряда, можно собрать большое количество массы. Большие скопления одноименно заряженных частиц невозможны из-за их взаимного отталкивания и сродства к разноименным зарядам.

Другие свойства заряда

Электрический заряд квантуется, т. е. возникает дискретными единицами. Протоны и электроны несут заряды ±1,602 × 10 ⁻¹⁹ Кл. Каждое накопление заряда четно кратно этому числу, а дробные заряды не могут существовать. Квантовая хромодинамика (КХД) утверждает, что протоны и нейтроны состоят из трех кварков с зарядами +2/3 или -1/3 единичного заряда протона, а два из одного и один из другого объединяются, образуя частицы с зарядами ноль или +1 единица заряда.

Однако эти частицы не могут существовать отдельно. Всякий раз, когда вы пытаетесь разделить протон или нейтрон на составляющие его кварки, для этого требуется столько энергии, что энергия превращается в материю в соответствии со знаменитым уравнением Эйнштейна E = mc ² один кварк, вы получите нейтрально заряженную пару кварк-антикварк, называемую мезоном. Однако считается, что электроны действительно фундаментальны, а это означает, что их нельзя разделить на более мелкие части.

Электрический заряд является сохраняющейся величиной. Это означает, что его нельзя создать или уничтожить, а общее количество электрического заряда во Вселенной постоянно и неизменно. Положительные и отрицательные заряды могут нейтрализовать друг друга, или нейтральные частицы могут расщепляться, образуя положительно и отрицательно заряженные пары частиц, но общее количество зарядов всегда остается одним и тем же.

Дополнительные ресурсы

Physics4Kids.com: Закон Кулона
Класс физики: ток электричества
Гиперфизика: Электрический заряд

Джим Лукас — автор статей для Live Science. Он охватывает физику, астрономию и инженерное дело. Джим окончил Университет штата Миссури, где получил степень бакалавра наук в области физики, а также астрономию и техническое письмо. После окончания университета он работал в Лос-Аламосской национальной лаборатории системным администратором, техническим писателем-редактором и специалистом по ядерной безопасности. Помимо написания статей, он редактирует статьи в научных журналах по различным тематическим направлениям.

4.4: Свойства протонов, нейтронов и электронов

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 47470

Цели обучения

Описать расположение, заряды и массы трех основных субатомных частиц.
Определите количество протонов и электронов в атоме.
Определить единицу атомной массы (а.е.м.).

Атомная теория Дальтона многое объяснила о материи, химических веществах и химических реакциях. Тем не менее, это было не совсем точно, потому что, вопреки тому, во что верил Дальтон, атомы на самом деле могут быть разбиты на более мелкие субъединицы или субатомные частицы. Мы очень подробно говорили об электроне, но нас интересуют еще две частицы: протоны и нейтроны. Мы уже знаем, что Дж. Дж. Томсон открыл отрицательно заряженную частицу, названную электрон . Резерфорд предположил, что эти электроны вращаются вокруг положительного ядра. В последующих экспериментах он обнаружил, что в ядре есть меньшая положительно заряженная частица, названная протоном . Существует также третья субатомная частица, известная как нейтрон.

Электроны

Электроны — один из трех основных типов частиц, из которых состоят атомы. В отличие от протонов и нейтронов, состоящих из более мелких и простых частиц, электроны — это фундаментальные частицы, не состоящие из более мелких частиц. Они относятся к типу фундаментальных частиц, называемых лептонами. Все лептоны имеют электрический заряд \(-1\) или \(0\). Электроны чрезвычайно малы. Масса электрона составляет всего около 1/2000 массы протона или нейтрона, поэтому электроны практически не вносят вклад в общую массу атома. Электроны имеют электрический заряд \(-1\), который равен, но противоположен заряду протона, который равен \(+1\). Все атомы имеют такое же количество электронов, как и протоны, поэтому положительные и отрицательные заряды «уравновешиваются», делая атомы электрически нейтральными.

В отличие от протонов и нейтронов, которые находятся внутри ядра в центре атома, электроны находятся вне ядра. Поскольку противоположные электрические заряды притягиваются друг к другу, отрицательные электроны притягиваются к положительному ядру. Эта сила притяжения заставляет электроны постоянно двигаться через пустое пространство вокруг ядра. Рисунок ниже представляет собой распространенный способ представления структуры атома. Он показывает электрон как частицу, вращающуюся вокруг ядра, подобно тому, как планеты вращаются вокруг Солнца. Однако это неправильная точка зрения, поскольку квантовая механика демонстрирует, что электроны более сложны.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Электроны намного меньше, чем протоны или нейтроны.

{-27}\) килограммов. Вместе с нейтронами они составляют практически всю массу атома. 9{-15}\) метров.

Как вы могли уже догадаться из названия, нейтрон нейтрален. Другими словами, он не имеет никакого заряда и поэтому не притягивается и не отталкивается от других объектов. Нейтроны есть в каждом атоме (за одним исключением), и они связаны вместе с другими нейтронами и протонами в атомном ядре.

Прежде чем двигаться дальше, мы должны обсудить, как различные типы субатомных частиц взаимодействуют друг с другом. Когда дело доходит до нейтронов, ответ очевиден. Поскольку нейтроны не притягиваются и не отталкиваются от объектов, они на самом деле не взаимодействуют с протонами или электронами (кроме того, что связываются с протонами в ядре).

Несмотря на то, что электроны, протоны и нейтроны относятся ко всем типам субатомных частиц, они не все имеют одинаковый размер. Когда вы сравниваете массы электронов, протонов и нейтронов, вы обнаружите, что электроны имеют чрезвычайно малую массу по сравнению с протонами или нейтронами. С другой стороны, массы протонов и нейтронов довольно схожи, хотя технически масса нейтрона немного больше массы протона. Поскольку протоны и нейтроны намного массивнее электронов, почти вся масса любого атома приходится на ядро, которое содержит все нейтроны и протоны.

Таблица \(\PageIndex{1}\): свойства субатомных частиц
Частица	Символ	Масса (а.е.м.)	Относительная масса (протон = 1)	Относительный заряд	Местоположение
протон	р ⁺	1	1	+1	внутри ядра
электрон	е ⁻	5,45 × 10 ⁻⁴	0,00055	−1	вне ядра
нейтрон	п ⁰	1	1	0	внутри ядра

В таблице \(\PageIndex{1}\) приведены свойства и расположение электронов, протонов и нейтронов. В третьем столбце показаны массы трех субатомных частиц в «атомных единицах массы». Атомная единица массы (\(\text{аму}\)) определяется как одна двенадцатая часть массы атома углерода-12. Единицы атомной массы (\(\text{аму}\)) полезны, потому что, как вы можете видеть, масса протона и масса нейтрона почти точно равны \(1\) в этой системе единиц.

Отрицательные и положительные заряды равной величины компенсируют друг друга. Это означает, что отрицательный заряд электрона идеально уравновешивает положительный заряд протона. Другими словами, нейтральный атом должен иметь ровно один электрон на каждый протон. Если нейтральный атом имеет 1 протон, он должен иметь 1 электрон. Если нейтральный атом имеет 2 протона, он должен иметь 2 электрона. Если нейтральный атом имеет 10 протонов, он должен иметь 10 электронов. Вы поняли идею. Чтобы быть нейтральным, атом должен иметь одинаковое количество электронов и протонов.

Резюме

Электроны — это тип субатомных частиц с отрицательным зарядом.
Протоны — это тип субатомных частиц с положительным зарядом. Протоны связаны вместе в ядре атома в результате сильного ядерного взаимодействия.
Нейтроны — это тип субатомных частиц без заряда (они нейтральны). Как и протоны, нейтроны связаны с ядром атома в результате сильного ядерного взаимодействия.
Протоны и нейтроны имеют примерно одинаковую массу, но они оба намного массивнее электрона (примерно в 2000 раз массивнее электрона).
Положительный заряд протона равен по величине отрицательному заряду электрона. В результате нейтральный атом должен иметь равное количество протонов и электронов.
Атомная единица массы (а.е.м.) — это единица массы, равная одной двенадцатой массы атома углерода-12

ПОД ЛИЦЕНЗИЕЙ

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или страница
Лицензия
СК-12
Показать страницу TOC
нет на странице
Теги
1. атомная единица массы
2. автор@Генри Агнью
3. автор@Мариса Альвиар-Агнью
4. электрон
5. нейтрон
6. протон
7. источник@https://www. ck12.org/c/chemistry/

Протоны, нейтроны и электроны | Глава 4: Периодическая таблица и связь

Вам это нравится? Не нравится ? Пожалуйста, найдите время, чтобы поделиться с нами своими отзывами. Спасибо!

Урок 4.1

Ключевые понятия

Атомы состоят из мельчайших частиц, называемых протонами, нейтронами и электронами.
Протоны и нейтроны находятся в центре атома, составляя ядро.
Электроны окружают ядро.
Протоны имеют положительный заряд.
Электроны имеют отрицательный заряд.
Заряды протона и электрона точно такого же размера, но противоположны.
Нейтроны не имеют заряда.
Поскольку противоположные заряды притягиваются, протоны и электроны притягиваются друг к другу.

Резюме

Учащиеся накладывают статический заряд на пластиковую полоску, протягивая ее между пальцами. Они увидят, что пластик притягивает их пальцы. Студенты познакомятся с идеей о том, что трение полоски пальцами приводит к тому, что электроны перемещаются от их кожи к пластику, придавая пластику отрицательный заряд, а их коже — положительный заряд. Благодаря этим занятиям учащиеся познакомятся с некоторыми характеристиками электронов, протонов и нейтронов, из которых состоят атомы.

Задача

Учащиеся смогут объяснить, используя электроны и протоны, почему заряженный объект притягивается или отталкивается другим заряженным объектом. Они также смогут объяснить, почему заряженный объект может притягиваться даже к незаряженному объекту. Студенты также смогут объяснить, что притяжение между положительными протонами и отрицательными электронами удерживает атом вместе.

Оценка

Загрузите лист с заданиями учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в задании. Рабочий лист будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и учащиеся носите подходящие защитные очки.

Материалы для каждой группы

Пластиковый пакет для продуктов
Ножницы
Надутый воздушный шар
Маленькие кусочки бумаги размером с конфетти

Демонстрационные материалы

Раковина
Воздушный шар

Покажите изображение острия карандаша и то, как атомы углерода выглядят на молекулярном уровне.
Проецирование изображения Карандашное масштабирование.
Учащиеся должны быть знакомы с частями атома из главы 3, но обзор основных моментов, вероятно, будет хорошей идеей.
Задайте учащимся вопросы, например, следующие:
Из каких трех различных крошечных частиц состоит атом?
Протоны, нейтроны и электроны.
Что из этого находится в центре атома?
Протоны и нейтроны находятся в центре (ядре) атома. Вы можете упомянуть, что водород — единственный атом, который обычно не имеет нейтронов. Ядро большинства атомов водорода состоит всего из 1 протона. Небольшой процент атомов водорода имеет 1 или даже 2 нейтрона. Атомы одного и того же элемента с разным числом нейтронов называются изотопами. Они будут обсуждаться на уроке 2.
Что вращается вокруг ядра атома?
Электроны
Какой из них имеет положительный заряд, отрицательный заряд и отсутствие заряда?
Протон — положительный; электрон — отрицательный; нейтрон — без заряда. Заряды протона и электрона точно такого же размера, но противоположны. В нейтральном атоме одинаковое количество протонов и электронов точно компенсируют друг друга.
Примечание. На рисунке показана простая модель атома углерода. Он иллюстрирует некоторую основную информацию, такую как количество протонов и нейтронов в ядре. Это также показывает, что количество электронов равно количеству протонов. Эта модель также показывает, что некоторые электроны могут быть ближе к ядру, а другие дальше. Одна из проблем с этой моделью заключается в том, что она предполагает, что электроны вращаются вокруг ядра по идеальным кругам в одной плоскости, но это не так. Более широко принятая модель показывает электроны как более трехмерное «электронное облако», окружающее ядро. Учащиеся познакомятся с этими идеями более подробно на уроке 3. Но для большей части нашего изучения химии на уровне средней школы модель, показанная на иллюстрации, будет очень полезной. Кроме того, в большинстве случаев использования этой модели атома ядро будет отображаться в виде точки в центре атома.
Покажите анимацию и объясните, что протоны и электроны имеют противоположные заряды и притягиваются друг к другу.
Проект анимации Протоны и Электроны.
Объясните учащимся, что два протона отталкиваются друг от друга и что два электрона отталкиваются друг от друга. Но протон и электрон притягиваются друг к другу. Другими словами, одинаковые или «подобные» заряды отталкиваются друг от друга, а противоположные заряды притягиваются друг к другу.
Поскольку противоположные заряды притягиваются друг к другу, отрицательно заряженные электроны притягиваются к положительно заряженным протонам. Скажите учащимся, что именно это притяжение удерживает атом вместе.
Спроектируйте анимацию «Атом водорода».
Объясните учащимся, что в атоме водорода отрицательно заряженный электрон притягивается к положительно заряженному протону. Это притяжение и удерживает атом вместе.
Скажите учащимся, что водород — простейший атом. В нем всего 1 протон, 1 электрон и 0 нейтронов. Это единственный атом, в котором нет нейтронов. Объясните, что это простая модель, показывающая движение электрона вокруг ядра.
Нажмите на кнопку «Показать облако» и объясните учащимся, что это другая модель. Он показывает электрон в пространстве, окружающем ядро, которое называется электронным облаком или энергетическим уровнем. Невозможно знать местонахождение электрона, а только область, где он, скорее всего, находится. Электронное облако или энергетический уровень показывает область вокруг ядра, где, скорее всего, находится электрон.
Примечание: любознательные студенты могут спросить, как положительно заряженные протоны могут находиться так близко друг к другу в ядре: почему они не отталкиваются друг от друга? Это большой вопрос. Ответ выходит далеко за рамки введения в химию для средней школы, но вы можете сказать одно: существует сила, называемая «сильной силой», которая удерживает вместе протоны и нейтроны в ядре атома. Эта сила намного сильнее силы отталкивания одного протона от другого.
Еще один хороший вопрос: почему электрон не врезается в протон? Если их притягивает друг к другу, почему бы им просто не столкнуться? Опять же, подробный ответ на этот вопрос выходит за рамки изучения химии в средней школе. Но упрощенный ответ связан с энергией или скоростью электрона. По мере приближения электрона к ядру его энергия и скорость увеличиваются. В конце концов он движется в области, окружающей ядро, со скоростью, достаточно большой, чтобы уравновесить притяжение, которое притягивает его, поэтому электрон не врезается в ядро.
Раздайте каждому учащемуся лист с заданиями.
Предложите учащимся ответить на вопросы об иллюстрации на листе с заданиями. Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о деятельности в листе деятельности. Разделы «Объясните это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это» Дальнейшие разделы рабочего листа будут выполняться в классе, в группах или индивидуально, в зависимости от ваших инструкций.
Выполните задание, чтобы показать, что электроны и протоны притягиваются друг к другу.
Учащиеся могут увидеть доказательства зарядов протонов и электронов, выполняя задание со статическим электричеством.
Примечание. Когда два материала трутся друг о друга в результате действия статического электричества, один материал имеет тенденцию терять электроны, а другой материал имеет тенденцию приобретать электроны. При этом человеческая кожа имеет тенденцию терять электроны, в то время как пластиковый пакет, сделанный из полиэтилена, имеет тенденцию приобретать электроны.
Вопрос для расследования
Что заставляет объекты притягиваться или отталкиваться друг от друга?
Материалы для каждой группы
- Пластиковый пакет для продуктов
- Ножницы
Процедура, часть 1
1. Заряженный пластик и заряженная кожа
  1. Вырежьте 2 полоски из пластикового пакета для продуктов, каждая шириной около 2–4 см и длиной около 20 см.
  2. Крепко держите пластиковую полоску за один конец. Затем возьмитесь за пластиковую полоску между большим и указательным пальцами другой руки, как показано на рисунке.
  3. Быстро потяните верхнюю руку вверх так, чтобы пластиковая полоска прошла сквозь пальцы. Сделайте это три или четыре раза.
  4. Позвольте полоске свисать. Затем поднесите к нему другую руку.
  5. Напишите «притягивать» или «отталкивать» в таблице на листе с заданиями, чтобы описать, что произошло.
Ожидаемые результаты
Пластик будет притягиваться к вашей руке и двигаться к ней. Студенты могут заметить, что пластик также притягивает их руки и рукава. Сообщите учащимся, что позже в этом уроке они будут исследовать, почему пластиковая полоска также притягивается к незаряженным (нейтральным) поверхностям.
Примечание. Если учащиеся обнаруживают, что их пластиковая полоска не двигается к руке, значит, она недостаточно заряжена. Пусть они попробуют зарядить свою пластиковую полоску, удерживая ее на брюках или рубашке, а затем быстро потянув другой рукой. Затем они должны проверить, притягивается ли пластик к их одежде. Если нет, учащиеся должны снова попробовать зарядить пластик.
Покажите учащимся модели, сравнивающие количество протонов и электронов в пластике и коже до и после их трения друг о друга.
Скажите учащимся, что пластиковая полоска и их кожа состоят из молекул, состоящих из атомов. Предложите учащимся предположить, что пластик и их кожа нейтральны — что у них такое же количество протонов, как и электронов.
Проецировать изображение Заряженный пластик и рука.
Укажите, что до того, как ученики протянули пластик между пальцами, количество протонов и электронов в каждом из них было одинаковым. Затем, когда студенты протягивали пластик сквозь пальцы, электроны с их кожи попадали на пластик. Поскольку в пластике больше электронов, чем протонов, он имеет отрицательный заряд. Поскольку их пальцы отдали часть электронов, их кожа теперь имеет больше протонов, чем электронов, поэтому она имеет положительный заряд. Положительная кожа и отрицательный пластик притягивают друг друга, потому что положительное и отрицательное притягиваются.
Предложите учащимся исследовать, что происходит, когда натертую пластиковую полоску подносят к столу или стулу.
Процедура, часть 2
1. Заряженный пластик и нейтральный стол
  1. Зарядите одну пластиковую полоску так же, как и раньше.
  2. На этот раз поднесите пластиковую полоску к столу или стулу.
  3. Напишите в таблице «притягивать» или «отталкивать».
Ожидаемые результаты
Пластик движется к столу.
Объясните учащимся, почему пластик притягивается к столу. Ответ занимает пару шагов, поэтому вы можете помочь учащимся, нарисовав или спроецировав увеличенную иллюстрацию пластика и стола.
После протягивания пластика между их пальцами пластик получает дополнительные электроны и отрицательный заряд. Стол имеет такое же количество протонов, как и электронов, и является нейтральным. Когда пластик приближается к столу, отрицательно заряженный пластик отталкивает электроны от поверхности стола. Это делает поверхность стола возле пластика слегка положительной. Отрицательно заряженный пластик притягивается к этой положительной области, поэтому пластик движется к ней.
Попросите учеников зарядить два куска пластика и подержать их рядом друг с другом, чтобы увидеть, отталкиваются ли электроны друг от друга.
Попросите учащихся сделать прогноз:
- Как вы думаете, что произойдет, если вы зарядите две полоски пластика и поднесете их друг к другу?
Процедура, часть 3
1. 2 шт. заряженного пластика
  1. Зарядите две пластиковые полоски
  2. Медленно поднесите две пластиковые полоски друг к другу.
  3. Напишите «притягивать» или «отталкивать» в таблице на рабочем листе.
Ожидаемые результаты
Полоски будут отдаляться или отталкиваться друг от друга. Поскольку на обеих полосках есть дополнительные электроны, каждая из них имеет дополнительный отрицательный заряд. Так как одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, полоски удаляются друг от друга.
Спросите студентов:
Что произошло, когда вы поднесли два куска пластика друг к другу?
Концы полос отошли друг от друга.
Используйте свои знания об электронах и зарядах, чтобы объяснить, почему это происходит.
Каждая полоска имеет дополнительные электроны, поэтому обе они заряжены отрицательно. Так как заряды отталкиваются, кусочки пластика отталкивались друг от друга.
Предложите учащимся применить свои знания о протонах и электронах, чтобы объяснить, что происходит, когда заряженный воздушный шар подносится к листу бумаги.
Материалы для каждой группы
- Надутый баллон
- Маленькие кусочки бумаги размером с конфетти
Процедура
- Потрите шарик о волосы или одежду.
- Медленно поднесите шарик к маленьким кусочкам бумаги.
Ожидаемые результаты
Кусочки бумаги подпрыгнут и прилипнут к воздушному шару.
Спросите студентов:
Что вы наблюдали, когда подносили заряженный шар к бумажкам?
Кусочки бумаги поднялись и застряли на воздушном шаре.
Используйте свои знания об электронах, протонах и зарядах, чтобы объяснить, почему это происходит.
Когда вы трёте шарик о волосы или одежду, он собирает дополнительные электроны, придавая шарику отрицательный заряд. Когда вы подносите воздушный шар к бумаге, электроны из воздушного шара отталкивают электроны в бумаге. Поскольку на поверхности бумаги находится больше протонов, это положительное изменение. Электроны все еще находятся на бумаге, просто не на поверхности, поэтому в целом бумага нейтральна. Противоположности притягиваются, поэтому бумага движется вверх к шарику.
Покажите симуляцию «Воздушные шары и статическое электричество» Университета Колорадо на сайте технологий физического образования в Боулдере.
В симуляции поставить галочки «показывать все заряды» и «Стена». Снимите все остальное.
В этой симуляции вы можете немного потереть воздушный шар о свитер и увидеть, что часть электронов из свитера переместится на воздушный шар. Это придает воздушному шару отрицательный заряд. Поскольку свитер потерял часть электронов, в нем больше протонов, чем электронов, поэтому он имеет положительный заряд. Если вы подвинете шарик к свитеру, он притянется. Это похоже на перемещение заряженной пластиковой полоски к ткани, о которую ее натирали.
Вы также можете переместить воздушный шар к стене. Избыточный отрицательный заряд на воздушном шаре отталкивает отрицательный заряд на поверхности стены. Это оставляет больше положительного заряда на поверхности стены. Отрицательно заряженный шарик притягивается к положительному участку стены. Это похоже на перемещение заряженной пластиковой полоски к пальцу.
Продемонстрируйте, как электроны могут притягивать поток воды.
Либо выполните следующую демонстрацию, либо покажите видеоролик «Воздушный шар и вода».
Материалы для демонстрации
- Раковина
- Воздушный шар
Процедура
1. Потрите шарик о рубашку или штаны, чтобы зарядить его статическим электричеством.
2. Включите кран, чтобы была очень тонкая струя воды.
3. Медленно поднесите заряженную часть шара к струе воды.
Ожидаемые результаты
Струя воды должна искривляться, притягиваясь к воздушному шару.
Спросите студентов:
Что вы наблюдали, когда заряженный шар держали рядом с потоком воды?
Струя воды наклонилась к воздушному шару.
Используйте свои знания об электронах, протонах и зарядах, чтобы объяснить, почему это происходит.
Когда вы трёте шарик о волосы или одежду, он собирает дополнительные электроны, придавая шарику отрицательный заряд. Когда вы подносите воздушный шар к потоку воды, электроны из воздушного шара отталкивают электроны в воде.