ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Модели атомов. Опыт Резерфорда. Номер №2013

Решение

Согласно таблице Менделеева масса ядра атома углерода составляет $М_{c}$ = 12 а.е.м., а масса ядра атома гелия − $М_{г} = 4$ а.е.м.
Таким образом, масса ядра атома углерода в $\frac{М_{c}}{М_{г}} = \frac{12}{4} = 3$ раза больше массы ядра атома гелия.

Теория по заданию

Для решения этой задачи необходимо разобраться с некоторыми базовыми понятиями из физики и химии, которые касаются атомов, ядер атомов, их масс и соотношений.

Атом и ядро атома:
Атом состоит из ядра и электронов. Ядро атома занимает центральное положение и содержит протоны и нейтроны, которые называют нуклонами. Масса атома практически полностью сосредоточена в его ядре, поскольку масса электронов очень мала по сравнению с массой нуклонов.
Протоны и нейтроны:
- Протон — это положительно заряженная частица. Его масса составляет примерно $1.007 \, \text{а. е. м.}$ (атомных единиц массы).
- Нейтрон — это частица без электрического заряда. Его масса составляет примерно $1.008 \, \text{а. е. м.}$.

В расчетах обычно используется упрощение: масса протона или нейтрона принимается равной приблизительно $1 \, \text{а. е. м.}$. Это упрощение применимо в рамках школьного курса физики.

Атомная масса:
Атомная масса указывает на массу одного атома и измеряется в атомных единицах массы ($\text{а. е. м.}$). Атомная масса приблизительно равна сумме масс протонов и нейтронов в ядре, так как масса электронов мала.
Углерод (C):
Углерод — это химический элемент с атомным номером $6$. Это означает, что ядро атома углерода содержит $6$ протонов. Также углерод обычно имеет $6$ нейтронов (в изотопе углерода−12, который наиболее распространен).
Таким образом, ядро атома углерода состоит из $6 + 6 = 12$ нуклонов. Его масса приблизительно равна $12 \, \text{а. е. м.}$.
Гелий (He):
Гелий — это химический элемент с атомным номером $2$. Это означает, что ядро атома гелия содержит $2$ протона. Также гелий обычно имеет $2$ нейтрона (в изотопе гелия−4, который наиболее распространен).
Таким образом, ядро атома гелия состоит из $2 + 2 = 4$ нуклонов. Его масса приблизительно равна $4 \, \text{а. е. м.}$.
Сравнение масс:
Чтобы определить, во сколько раз масса ядра углерода больше массы ядра гелия, нужно найти отношение массы ядра углерода ($12 \, \text{а. е. м.}$) к массе ядра гелия ($4 \, \text{а. е. м.}$).

В итоге, задача сводится к вычислению упрощенного отношения масс двух атомных ядер.