Атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Каждый из этих компонентов имеет свою массу, но электроны значительно легче, чем протоны и нейтроны.
Чтобы понять, какую часть массы атома составляют электроны, рассмотрим атом кислорода, который состоит из 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов.
Масса элементарных частиц
- Протон: Примерная масса одного протона составляет (1.6726 \times 10^{-27} \text{ кг}).
- Нейтрон: Примерная масса одного нейтрона составляет (1.6749 \times 10^{-27} \text{ кг}).
- Электрон: Примерная масса одного электрона составляет (9.1094 \times 10^{-31} \text{ кг}).
Расчет массы
Масса всех протонов и нейтронов:
[
M_{ядра} = (8 \times 1.6726 + 8 \times 1.6749) \times 10^{-27} \approx 2.67952 \times 10^{-26} \text{ кг}
]
Масса всех электронов:
[
M_{электронов} = 8 \times 9.1094 \times 10^{-31} = 7.28752 \times 10^{-30} \text{ кг}
]
Сравнение масс
Теперь, для нахождения доли массы электрона от общей массы атома:
[
\frac{M{электронов}}{M{атом}} = \frac{7.28752 \times 10^{-30}}{2.67952 \times 10^{-26} + 7.28752 \times 10^{-30}} \approx 0.000054
]
Это приблизительно (0.0054\%), что значит, что масса электронов составляет около 0.0054% от общей массы атома.
Атомы в основном получают свою массу от ядра (протонов и нейтронов), тогда как масса электронов весьма незначительна. На практике это позволяет считать атомы почти полностью сконцентрированными в их ядрах.
Категория: Физика
Теги: атомная структура, массовые соотношения, элементарные частицы