Во сколько раз кулоновская сила взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода больше силы их гравитационного взаимодействия? Масса электрона m e = 9,11* 10^-31 кг m p =1,67*10^-27 гравитационная постоянная G = 6,67*10^-11 H*м^2\кг

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения отношения кулоновской силы взаимодействия электрона с ядром к их гравитационной силе воспользуемся формулами для электростатической и гравитационной сил:

Кулоновская сила: F_c = k (q1 q2) / r^2
Гравитационная сила: F_g = G (m1 m2) / r^2

Где:
k - постоянная Кулонa (k ≈ 8,99 10^9 Нм^2/Кл^2)
G - гравитационная постоянная
q1, q2 - заряды электрона и ядра
m1, m2 - массы электрона и протона
r - расстояние между электроном и ядром (для атома водорода r равен радиусу атома, примерно 0,1 нм)

Так как для атома водорода q1 = -e, q2 = +e, где e ≈ 1,6 * 10^-19 Кл

Теперь можем определить отношение кулоновской силы к гравитационной:

F_c / F_g = (k e^2) / (G m_e m_p)
F_c / F_g = (8,99 10^9 (1,6 10^-19)^2) / (6,67 10^-11 9,11 10^-31 1,67 10^-27)
F_c / F_g ≈ 2,35 10^39

Таким образом, в атоме водорода кулоновская сила взаимодействия электрона с ядром примерно на 2,35 * 10^39 раз больше гравитационной силы между ними.