На какое минимальное расстояние приблизилась альфа-частица к неподвижному ядру атома калия, когда сила отталкивания

Содержание вопроса: Расстояние и скорость альфа-частицы вокруг ядра атома калия

Пояснение: Для решения данной задачи, нам потребуется знание закона Кулона о взаимодействии зарядов. Согласно этому закону, сила взаимодействия двух зарядов прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Из условия задачи мы знаем, что сила отталкивания между альфа-частицей и ядром атома калия равна 100 h. Нам также известно, что ядро атома калия является неподвижным.

Мы можем использовать закон Кулона для нахождения минимального расстояния приближения альфа-частицы к ядру. Так как сила отталкивания достигла 100 h, мы можем записать следующее уравнение:

F = k * (q1 * q2) / r^2

Где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между альфа-частицей и ядром.

Мы также знаем, что заряд альфа-частицы равен 2е, где е - заряд элементарного заряда.

Теперь мы можем решить уравнение относительно расстояния r.

r^2 = k * (q1 * q2) / F

Минимальное расстояние будет получено при наименьшем значении r.

На большом расстоянии от ядра, не учитывая влияние электронной оболочки, скорость альфа-частицы будет нулевой.

Пример:
Значение постоянной Кулона k = 9 * 10^9 N*m^2/C^2
Заряд элементарного заряда e = 1.6 * 10^-19 C
Заряд альфа-частицы q1 = q2 = 2e
Сила F = 100 h = 100 * (6.63 * 10^-34 J*s)

Подставив значения в уравнение, получим:
r^2 = (9 * 10^9 N*m^2/C^2) * (2 * (1.6 * 10^-19 C))^2 / (100 * (6.63 * 10^-34 J*s))

После вычислений получим минимальное расстояние приближения альфа-частицы к ядру атома калия.

Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить закон Кулона, понятия заряда, постоянной Кулона и единиц измерения взаимодействия зарядов.

Проверочное упражнение: При каком расстоянии между альфа-частицей и ядром атома калия сила отталкивания достигнет 200 h?