Какова потенциальная энергия электрона, который движется по круговой орбите радиусом 5,3*10^(-11) м вокруг ядра атома

Содержание: Потенциальная энергия электрона в атоме водорода

Объяснение: В атоме водорода электрон движется по круговой орбите вокруг ядра. Потенциальная энергия электрона определяется формулой:

E = - (k * q * Q)/r

где E - потенциальная энергия, k - постоянная Кулона, q - заряд электрона, Q - заряд ядра, r - радиус орбиты электрона.

В данной задаче, мы имеем радиус орбиты электрона равный 5,3 * 10^(-11) м. Заряд электрона (q) равен -1,6 * 10^(-19) Кл, заряд ядра (Q) в атоме водорода равен 1 * 10^(-19) Кл.

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

E = - (k * (-1,6 * 10^(-19) Кл) * (1 * 10^(-19) Кл))/(5,3 * 10^(-11) м)

Выполняя несложные вычисления, получаем значение потенциальной энергии электрона.

Пример:
Задача: Какова потенциальная энергия электрона, который движется по круговой орбите радиусом 5,3*10^(-11) м вокруг ядра атома водорода?

Решение:
E = - (9 * 10^9 Н *м^2/Кл^2 * (-1,6 * 10^(-19) Кл) * (1 * 10^(-19) Кл))/(5,3 * 10^(-11) м)

E = -((9 * (-1,6)*1)/(5,3))

E = 27,019 \cdot (-1)

E = -27,019 Дж

Совет: Чтобы более полно понять концепцию потенциальной энергии электрона, рекомендуется изучить законы Кулона и основы электромагнетизма. Также полезно ознакомиться с другими свойствами атома водорода, такими как кинетическая энергия электрона и полная механическая энергия.

Упражнение:
Размер орбиты электрона в атоме гелия равен 2,0 * 10^(-11) м. Зная заряд электрона и заряд ядра в атоме гелия, вычислите потенциальную энергию электрона.