Какова сила электрического поля ядра на первой и четвертой орбитах атома

Question

Физика: Какова сила электрического поля ядра на первой и четвертой орбитах атома водорода?

Veselyy_Smeh · Accepted Answer

Для расчёта силы электрического поля ядра на орбитах атома водорода мы можем использовать формулу:

F = \frac{k \cdot e \cdot Z \cdot q}{r^{2}}

где:
F - сила электрического поля,
k - постоянная Кулона (

9 \times 10^{9} Н \cdot м^{2} / {Кл}^{2}

),
e - элементарный заряд (

1.6 \times 10^{- 19} Кл

),
Z - заряд ядра (для водорода равен 1),
q - заряд электрона (

1.6 \times 10^{- 19} Кл

),
r - радиус орбиты.

Для первой орбиты (n = 1) радиус орбиты водорода составляет

0.53 Ангстрем

(

5.3 \times 10^{- 11} м

).

Подставим значения в формулу:

F_{1} = \frac{(9 \times 10^{9}) \cdot (1.6 \times 10^{- 19}) \cdot 1 \cdot (1.6 \times 10^{- 19})}{(5.3 \times 10^{- 11})^{2}}

F_{1} = 8.32 \times 10^{- 8} Н

Следовательно, сила электрического поля ядра на первой орбите атома водорода равна

8.32 \times 10^{- 8} Н

.

Для четвертой орбиты (n = 4) радиус орбиты водорода составляет

2.12 Ангстрем

(

2.12 \times 10^{- 10} м

).

Подставим значения в формулу:

F_{4} = \frac{(9 \times 10^{9}) \cdot (1.6 \times 10^{- 19}) \cdot 1 \cdot (1.6 \times 10^{- 19})}{(2.12 \times 10^{- 10})^{2}}

F_{4} = 4.55 \times 10^{- 9} Н

Следовательно, сила электрического поля ядра на четвертой орбите атома водорода равна

4.55 \times 10^{- 9} Н

.

Какова сила электрического поля ядра на первой и четвертой орбитах атома водорода?