Консультация № 171292
13.08.2009, 12:27
0.00 руб.
0 4 1
Здравствуйте уважаемые эксперты, помогите пожалуйста решить задачу:
Электрон в атоме водорода находится в основном состоянии. Определить кинетическую Т, потенциальную П и полную энергию Е электрона. Ответ выразить в электрон-вольтах.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
14.08.2009, 01:05
общий
это ответ
Здравствуйте, Чаркин Иван Александрович.

Основному состоянию электрона в атоме соответствует орбита наименьшего радиуса. Кинетическую энергию движения электрона по орбите радиуса r можно определить из того условия, что центростремительное ускорение v2/r создается силой кулоновского притяжения зарядов e2/(4πε0r2). Приравнивая ускорение, создаваемое силой кулоновского притяжения, центростремительному ускорению, получим
e2/(4πmε0r2) = v2/r,
mv2 = e2/(4πε0r),
T = mv2/2 = e2/(8πε0r) = ke2/(2r). (1)

Если принять потенциальную энергию электрона на бесконечно удаленной орбите за начало отсчета, то как известно, потенциальная энергия на орбите радиуса r будет составлять
П = -ke2/r = -2T. (2)

Полная энергия электрона равна
E = T + П = ke2/(2r) – ke2/r = -ke2/(2r) = -T. (3)

Поскольку e = 1,60 ∙ 10-19 Кл, k = 9 ∙ 109 м/Ф, r = 5,28 ∙ 10-11 м, то после подстановки числовых значений в формулы (1) – (3), получим
T = 9 ∙ 109 ∙ (1,60 ∙ 10-19)2/(2 ∙ 5,28 ∙ 10-11) ≈ 2,18 ∙ 10-18 (Дж) = 2,18 ∙ 10-18/(1,60 ∙ 10-19) ≈ 14 (эВ),
П =-2 ∙ 14 = -28 (эВ),
Е = -14 эВ.

С уважением.
5
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Советник
165461
578
17.08.2009, 22:15
общий
Гордиенко Андрей Владимирович:
Нет ли у Вас арифметической ошибки? Полная энергия должна бы быть -13,6 эВ.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
17.08.2009, 23:13
общий
Lang21:
Здравствуйте!

Да, Вы правы. Мной допущена ошибка при определении показателя степени. Досадно...

Благодарю за замечание.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
17.08.2009, 23:14
общий
Чаркин Иван Александрович:
Здравствуйте!

Вынужден извиниться перед Вами за допущенную ошибку при определении порядка величин. Смотрите исправленный ответ.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа