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

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчёта силы притяжения ядра атома и электрона используется закон Кулона
F = k |q1 q2| / r^2
где k - постоянная Кулона (8.987510^9 Нм^2/Кл^2)
q1 и q2 - заряды ядра и электрона соответственно
r - расстояние между ядром и электроном.

Для атома водорода заряд ядра равен единице элементарного заряда, а заряд электрона также равен единице элементарного заряда. Подставляем значения
F = (8.987510^9) |1 1| / (510^-11)^2 ≈ 1.7975*10^-8 Н.

Теперь найдем скорость электрона на первой орбите электрона, где кулоновская сила притяжения равна центростремительной силе
m v^2 / r = k |q1 * q2| / r^2
где m - масса электрона.

Подставляем значения и находим скорость
9.1110^-31 v^2 / 510^-11 = 8.987510^9 1 / (510^-11)^2
v^2 = (8.987510^9 9.1110^-31) (510^-11)
v ≈ 2.18610^6 м/с.

Наконец, напряженность электрического поля в точках первой орбиты электрона можно найти как отношение силы электрического поля к заряду электрона
E = F / |q2| = 1.797510^-8 / 1 ≈ 1.797510^-8 Н/Кл.