С какой интенсивностью электрон притягивается ядром атома водорода, если его орбитальный радиус составляет 5*10−11

Georgiy_6850

63

Для решения данной задачи мы будем использовать законы электростатики и квантовую механику.

Для начала, необходимо определить интенсивность притяжения электроном к ядру атома водорода. Интенсивность притяжения можно найти с помощью закона Кулона:

\[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]

где \(F\) - сила притяжения между электроном (\(q_1\)) и ядром (\(q_2\)), \(r\) - расстояние между электроном и ядром, \(k\) - постоянная Кулона.

В случае водородного атома ядро имеет положительный заряд, равный заряду протона (\(q_2 = e\)), а электрон имеет отрицательный заряд, равный заряду электрона (\(q_1 = -e\)). Здесь \(e\) - элементарный заряд.

Подставив значения в формулу, получим:

\[F = \frac{{k \cdot (-e) \cdot e}}{{r^2}}\]

Теперь нам нужно найти скорость электрона. В классической физике, скорость электрона, движущегося по круговой орбите, можно найти по формуле:

\[v = \frac{{2\pi r}}{{T}}\]

где \(v\) - скорость электрона, \(r\) - радиус орбиты электрона, \(T\) - период обращения электрона.

Так как орбита электрона в атоме водорода является первой орбитой, она считается самой близкой к ядру. Радиус орбиты в данном случае равен указанному значению 5*10^-11 м.

Теперь найдем период обращения электрона. Для первой орбиты атома водорода справедливо соотношение:

\[T = \frac{{2\pi r}}{{v}}\]

Подставив значения, получим:

\[T = \frac{{2\pi \cdot 5 \cdot 10^{-11}}}{{v}}\]

Теперь мы можем найти скорость электрона, подставив полученное значение периода обращения в формулу для скорости:

\[v = \frac{{2\pi \cdot 5 \cdot 10^{-11}}}{{T}}\]

Чтобы найти напряженность электрического поля ядра в точках расположения первой орбиты электрона, мы можем использовать формулу:

\[E = \frac{{F}}{{q_1}}\]

Подставим значения силы притяжения, полученной ранее, и заряда электрона:

\[E = \frac{{F}}{{-e}}\]

После всех этих расчетов мы получим точные значения для интенсивности притяжения электроном к ядру, скорости электрона и напряженности электрического поля ядра в точках расположения первой орбиты электрона.