حل تمرین1 فصل 1 فیزیک یازدهم

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱-۱ صفحه ۵ فیزیک یازدهم سلام دانش‌آموزان خوب! این تمرین درباره‌ی مفاهیم اساسی **ساختار اتم** و **بار الکتریکی** است. بیایید قدم به قدم آن را حل کنیم. ### مفاهیم کلیدی قبل از حل، به این نکات مهم توجه کنید: 1. **عدد اتمی ($Z$)**: تعداد **پروتون‌ها** در هسته‌ی یک اتم را نشان می‌دهد. پروتون‌ها دارای بار الکتریکی **مثبت** هستند. 2. **اتم خنثی**: در یک اتم خنثی، تعداد **پروتون‌ها** (بار مثبت) با تعداد **الکترون‌ها** (بار منفی) برابر است. 3. **بار بنیادی ($e$)**: کوچک‌ترین واحد بار الکتریکی است که مقدار آن برابر با $e \approx ۱.۶ \times ۱۰^{-۱۹}$ کولن ($C$) است. *** ### گام ۱: محاسبه بار هسته بار الکتریکی هسته فقط به دلیل وجود **پروتون‌ها** است. * **تعداد پروتون‌ها:** $Z = ۹۲$ * **بار هر پروتون:** $+e$ * **فرمول بار هسته:** $Q_{\text{هسته}} = Z \times (+e)$ $$Q_{\text{هسته}} = ۹۲e$$ **پاسخ:** بار الکتریکی هسته‌ی اتم اورانیوم برابر با **$۹۲e$** (نود و دو برابر بار بنیادی مثبت) است. *** ### گام ۲: محاسبه مجموع بار الکترون‌ها در یک اتم اورانیوم **خنثی**، تعداد الکترون‌ها برابر با تعداد پروتون‌ها است. * **تعداد الکترون‌ها:** برابر با $Z = ۹۲$ * **بار هر الکترون:** $-e$ * **فرمول مجموع بار الکترون‌ها:** $Q_{\text{الکترون‌ها}} = \text{تعداد الکترون‌ها} \times (-e)$ $$Q_{\text{الکترون‌ها}} = ۹۲ \times (-e) = -۹۲e$$ **پاسخ:** مجموع بار الکتریکی الکترون‌های اتم اورانیوم (خنثی) برابر با **$-۹۲e$** (نود و دو برابر بار بنیادی منفی) است. *** ### گام ۳: محاسبه بار الکتریکی اتم خنثی بار الکتریکی کل اتم، برابر با مجموع بار هسته و مجموع بار الکترون‌ها است. * **فرمول بار کل اتم:** $Q_{\text{کل}} = Q_{\text{هسته}} + Q_{\text{الکترون‌ها}}$ $$Q_{\text{کل}} = (+۹۲e) + (-۹۲e) = ۰$$ **پاسخ:** بار الکتریکی اتم اورانیوم (خنثی) برابر با **صفر** است. **نتیجه‌گیری:** همانطور که انتظار می‌رفت، واژه‌ی **خنثی** در فیزیک به این معنی است که بار مثبت و منفی داخل ساختار، همدیگر را خنثی کرده و بار خالص برابر با صفر است. 😉