原子核の直径と原子の比較問題の解き方

化学の問題で「原子核の直径を原子の直径にたとえて、原子核の直径を求める」という問題が出題されることがあります。この問題を解くためには、まずそれぞれのサイズの関係を理解する必要があります。この記事では、その解法をわかりやすく説明します。

1. 問題の理解

問題では、原子核の直径が「1.0×10^-15 m」と与えられており、原子の直径は10円玉（約2 cm）にたとえられています。原子の直径を10円玉にたとえるということは、10円玉の大きさを使って、原子核の直径を求めるということです。

原子核と原子の大きさの比率を求め、そこから原子核の直径を求めます。10円玉の直径（2 cm）を原子の直径にたとえるので、次のように計算できます。

まず、10円玉の直径2 cmをメートルに直すと、2 cm = 0.02 m です。これが原子の直径に相当します。そして、原子核の直径は「1.0×10^-15 m」なので、次の比例を立てて計算します。

原子核の直径（1.0×10^-15 m）と原子の直径（0.02 m）の比を求めます。比例式は次の通りです。

原子の直径 : 原子核の直径 = 0.02 m : 1.0×10^-15 m

次に、この比率を使って10円玉のサイズにおける原子核の直径を求めます。

比例を用いて、原子核の直径を求めると、実際に原子核の直径がどれくらい小さいかを理解することができます。この計算の結果から、原子核が原子全体に比べて非常に小さいことが分かります。

このように、物理的な比率を使って実際の物質の大きさを比較することができます。10円玉を基準に原子のサイズと原子核のサイズを比較すると、原子核は非常に小さいことがよくわかります。この考え方を使えば、他の物理的な問題にも応用できます。