С какой силой ядро атома водорода притягивает электрон, если радиус орбиты электрона 5 • 10^-11 м? Чему равны скорость электрона и напряженность электрического поля ядра в точках первой орбиты электрона?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета силы притяжения между ядром атома водорода и электроном можно использовать закон Кулона:

F = k (q1 q2) / r^2,

где F - сила притяжения, k - постоянная Кулона (8,99 10^9 Нм^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды частиц (q1 = -1,6 * 10^-19 Кл для электрона), r - расстояние между частицами.

Подставляем известные значения:

F = (8,99 10^9) ((-1,6 10^-19)^2) / (5 10^-11)^2 = 8,64 * 10^-8 Н.

Теперь можем вычислить скорость электрона на первой орбите. Для этого используем равенство кинетической энергии и потенциальной энергии:

mv^2 / 2 = k (q1 q2) / r.

Подставляем известные значения и находим скорость электрона:

v = sqrt(2 k (q1 q2) / (m r)) = sqrt((2 8,99 10^9 (-1,6 10^-19) / (9,11 10^-31 5 10^-11)) = 2,19 10^6 м/с.

Наконец, для определения напряженности электрического поля ядра в точках первой орбиты, мы можем использовать формулу:

E = F / q2 = (8,64 10^-8) / (1,6 10^-19) = 5,4 * 10^11 Н/Кл.