Какая скорость движения электрона по ближайшей орбите к ядру атома водорода радиусом 5,29*10^-11 м? Варианты ответов

Тема занятия: Скорость движения электрона в атоме водорода

Пояснение: Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для расчета скорости по орбите электрона в атоме водорода. Данная формула основывается на балансе силы притяжения между электроном и ядром и центростремительной силе.

Согласно известной формуле, скорость электрона на орбите можно вычислить по следующему равенству:

v = (k * e^2) / m * r

Где:
v - скорость электрона
k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2)
e - заряд электрона (1,6 * 10^-19 Кл)
m - масса электрона (9,1 * 10^-31 кг)
r - радиус орбиты электрона (5,29 * 10^-11 метров)

Подставим известные значения в формулу и рассчитаем скорость электрона:

v = ((9 * 10^9) * (1,6 * 10^-19)^2) / (9,1 * 10^-31) * (5,29 * 10^-11)

Выполняя необходимые вычисления, получаем:

v ≈ 2,19 * 10^6 м/с

Таким образом, скорость движения электрона по ближайшей орбите к ядру атома водорода составляет около 2,19 * 10^6 м/с.

Совет: Для лучшего понимания задачи рекомендуется ознакомиться с основами электромагнетизма и основными законами, связанными с движением электрона в атоме.

Упражнение: Какова скорость движения электрона на второй орбите атома водорода с радиусом 1,05*10^-10 м?

Содержание вопроса: Скорость электрона на орбите водорода

Разъяснение: Чтобы рассчитать скорость движения электрона на ближайшей орбите к ядру атома водорода, мы можем использовать уравнение для центробежной силы. Центробежная сила, действующая на электрон, равна электростатической силе притяжения между электроном и ядром.

Электростатическая сила притяжения между электроном и ядром атома водорода может быть выражена с помощью закона Кулона:

F = (ke * q1 * q2) / r^2,

где F - сила притяжения, ke - постоянная Кулона (~9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды электрона и ядра водорода соответственно (q1 = -1,6 * 10^-19 Кл, q2 = 1,6 * 10^-19 Кл), r - радиус орбиты электрона.

Центробежная сила может быть выражена при помощи формулы:

F = (m * v^2) / r,

где m - масса электрона (9,11 * 10^-31 кг), v - скорость электрона на орбите, r - радиус орбиты электрона.

Приравниваем центробежную и электростатическую силы:

(m * v^2) / r = (ke * q1 * q2) / r^2.

Из этого получаем, что скорость электрона на орбите равна:

v = sqrt((ke * q1 * q2) / (m * r)).

Подставляя значения:

v = sqrt((9 * 10^9 * 1,6 * 10^-19 * 1,6 * 10^-19) / (9,11 * 10^-31 * 5,29 * 10^-11)),

v = sqrt(1,44 * 10^19 / 48,02),

v = sqrt(3 * 10^17),

v ≈ 5,48 * 10^8 м/с.

Таким образом, скорость электрона на ближайшей орбите к ядру атома водорода радиусом 5,29 * 10^-11 м составляет примерно 5,48 * 10^8 м/с.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить законы Кулона, центробежную силу и основы атомной физики. Также полезно ознакомиться с моделью атома, которую разработал Нильс Бор.

Задача для проверки: Какая будет скорость электрона на орбите водорода радиусом 2,65 * 10^-11 м? (Ответ округлите до ближайшего метра в секунду).