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

Звук

8

Чтобы вычислить интенсивность электрического поля ядра на первой и четвертой орбитах атома водорода, нам понадобятся некоторые физические постоянные и формулы.

Интенсивность электрического поля внутри атома водорода можно выразить по формуле:

\[E = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0} \cdot \frac{Ze}{r^2}\]

Где:
- \(E\) - интенсивность электрического поля
- \(\varepsilon_0\) - электрическая постоянная, примерное значение равно \(8.85 \times 10^{-12} \, \text{Ф/м}\)
- \(Z\) - заряд ядра атома, для водорода равен 1
- \(e\) - элементарный заряд, примерное значение равно \(1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}\)
- \(r\) - радиус орбиты атома водорода

Для первой и четвертой орбит мы можем использовать следующие радиусы:
- для первой орбиты \(r_1 = 5.29 \times 10^{-11} \, \text{м}\)
- для четвертой орбиты \(r_4 = 2.12 \times 10^{-10} \, \text{м}\)

Теперь мы можем рассчитать интенсивность электрического поля на каждой орбите.

Для первой орбиты:
\[E_1 = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0} \cdot \frac{Ze}{r_1^2}\]

Подставляя известные значения:

\[E_1 = \frac{1}{4\pi \times 8.85 \times 10^{-12}} \cdot \frac{1 \times 1.6 \times 10^{-19}}{(5.29 \times 10^{-11})^2}\]

После вычислений мы найдем следующий результат:

\[E_1 \approx 2.31 \times 10^6 \, \text{Н/Кл}\]

Для четвертой орбиты выполним аналогичные действия:

\[E_4 = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0} \cdot \frac{Ze}{r_4^2}\]

Подставим значения и произведем вычисления:

\[E_4 = \frac{1}{4\pi \times 8.85 \times 10^{-12}} \cdot \frac{1 \times 1.6 \times 10^{-19}}{(2.12 \times 10^{-10})^2}\]

После вычислений мы найдем следующий ответ:

\[E_4 \approx 2.77 \times 10^5 \, \text{Н/Кл}\]

Таким образом, интенсивность электрического поля ядра на первой орбите атома водорода составляет 2.31 миллиона Н/Кл, а на четвертой орбите - 277 тысяч Н/Кл.