Металлическая пластина, имевшая отрицательный заряд, по модулю равный 12qp (где qp — это заряд протона), при освещении потеряла два электрона. Каким стал заряд пластины? Ответ выразите в единицах qp.

Решение:

Исходный заряд пластины был отрицательным и равнялся \( -12q_p \).

Электрон имеет отрицательный заряд, а протон — положительный. Когда пластина теряет два электрона, её заряд увеличивается (становится менее отрицательным или более положительным).

Заряд одного электрона равен \( -q_p \) (так как заряд протона \( q_p \) положителен, а заряд электрона равен по модулю заряду протона, но противоположен по знаку).

Потеря двух электронов означает, что заряд пластины увеличился на \( 2 \) заряда электрона, то есть на \( 2 \cdot (-q_p) = -2q_p \).

Однако, в условии сказано, что пластина потеряла два электрона, что означает уход отрицательного заряда. Следовательно, заряд пластины увеличится. Если заряд одного электрона равен \( -q_e \), то потеря двух электронов означает, что заряд стал \( Q_{исх} - 2(-q_e) = Q_{исх} + 2q_e \). По условию, модуль начального заряда равен \( 12q_p \), и он отрицательный, то есть \( Q_{исх} = -12q_p \). Заряд электрона \( q_e = -q_p \).

Новый заряд пластины:

\( Q_{нов} = Q_{исх} + 2q_e \)

\( Q_{нов} = -12q_p + 2(-q_p) \)

\( Q_{нов} = -12q_p - 2q_p \)

\( Q_{нов} = -14q_p \)

Проверим логику: если пластина имела отрицательный заряд и потеряла электроны (которые несут отрицательный заряд), то она должна стать ещё более отрицательной, если эти электроны были «лишними». Но если она потеряла электроны, это значит, что общее количество протонов стало больше, чем электронов. Изначально заряд был \( -12q_p \). Заряд протона \( +q_p \), заряд электрона \( -q_p \).

Пусть \( N_p \) — число протонов, \( N_e \) — число электронов. Тогда \( (N_p - N_e)q_p = -12q_p \). Отсюда \( N_p - N_e = -12 \), то есть \( N_e = N_p + 12 \).

Пластина потеряла 2 электрона. Новое число электронов: \( N'_e = N_e - 2 = (N_p + 12) - 2 = N_p + 10 \).

Новый заряд пластины: \( (N_p - N'_e)q_p = (N_p - (N_p + 10))q_p = (N_p - N_p - 10)q_p = -10q_p \).

Ответ: -10qp.