Какова сила электростатического взаимодействия между электроном и протоном в модели атома водорода на орбите с радиусом

Kosmicheskaya_Charodeyka

5

Чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться законом Кулона, который описывает силу электростатического взаимодействия между заряженными частицами. Закон Кулона гласит, что сила электростатического взаимодействия пропорциональна произведению зарядов частиц и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Математически, формула для силы электростатического взаимодействия между зарядами q1 и q2 на расстоянии r выглядит следующим образом:

\[ F = \frac{k \cdot |q1 \cdot q2|}{r^2} \]

где F - сила взаимодействия, k - электрическая постоянная (в нашем случае E0), q1 и q2 - величины зарядов протона и электрона соответственно, а r - расстояние между ними.

Субституируя известные значения в данную формулу, мы можем рассчитать силу электростатического взаимодействия между электроном и протоном в атоме водорода.

Решение:

Даны значения:
E0 = 8,85 * 10^(-12) ф/м (электрическая постоянная)
E = 1,6 * 10^(-19) Коуломб (заряд протона)
R = 0,53 * 10^(-8) см (радиус орбиты)

Переведем радиус орбиты из сантиметров в метры:
R = 0,53 * 10^(-8) м

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу:

\[ F = \frac{E0 \cdot |E \cdot E|}{R^2} \]
\[ F = \frac{8,85 * 10^(-12) \cdot |1,6 * 10^(-19) \cdot 1,6 * 10^(-19)|}{(0,53 * 10^(-8))^2} \]
\[ F = \frac{8,85 * 10^(-12) \cdot (1,6 * 10^(-19))^2}{(0,53 * 10^(-8))^2} \]

Выполним вычисления:

\[ F = \frac{8,85 * 10^(-12) \cdot (2,56 * 10^(-38))}{2,809 * 10^(-16)} \]
\[ F \approx 8,04 * 10^{-8} \]

Таким образом, сила электростатического взаимодействия между электроном и протоном в модели атома водорода на орбите с радиусом R=0,53*10^(-8) см составляет примерно 8,04 * 10^(-8) Ньютон.