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2013/11/07

原子の大きさ

原子は中心に原子核があり、その周りに電子がある球です。原子核をパチンコ玉の大きさ(直径およそ1cm)にまで拡大したとすると、その時の原子の大きさはどれくらいでしょうか?
1)直径20センチメートル(バレーボールくらい)
2)直径1.2メートル(運動会で使う大玉くらい)
3)直径32メートル(フジテレビの社屋の球「はちたま」くらい)
4)直径1000メートル(小惑星 (29075) 1950 DAより少し小さめ)


解答と解説


4)の「直径1000メートル(小惑星 (29075) 1950 DAより少し小さめ)」が正しい。

水素原子の大きさはおよそ120pm(ピコメートルは1兆分の1メートル)で、その原子核(陽子)の大きさは1.7550fm(1.7750×10-15m=千兆分の1.76メートル)なので、原子のおよそ10万分の1。10万センチメートルは1000メートル。直径1キロメートルの球になります。

直径1キロメートルの球というのがなかなか無くて困りました。「天空の城ラピュタ」はそれくらいかなと思ったものの、数値を発見できず。スウィフトの記述では『ガリバー旅行記』のラピュタの大きさは直径約7キロメートルらしい。

出題意図


原子の外縁と原子核とが遠くはなれていることの確認。中等教育の教科書に載っているような原子の図は原子核が不当に大きく描かれており、外側からの働きかけが容易に見えるけれど、そうではない。

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コメント

原子の種類によっては1万分の1になるので、「水素原子」と限定した方が良い。あるいは1万分の1で直径100メートルの何かを考える。

投稿: 細川啓 | 2013/11/26 20:14

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