Консультация № 202081
17.01.2022, 17:32
0.00 руб.
0 4 1
В атоме водорода электрон движется вокруг ядра по круговой орбите делая в секунду 7,3*10^15 оборотов . Вычислите радиус орбиты.

Ответ 0.5*10^-10, помогите с решением

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
18.01.2022, 05:05
общий
Адресаты:
Вычислить радиус орбиты электрона можно многими способами. Обозреть эти варианты Вы можете в каком-нибудь интернет-поисковике (например google.ru ) по фразе "радиус орбиты электрона в атоме водорода"
Из многочисленных находок желательно выбирать статьи уральских, сибирских, белорусских университетов, где меньше мерзкой рекламы.
Вот хорошая статья : "Элементарная теория Бора" Ссылка .

Из Условия Вашей задачи f = 7,3·1015 об/с (1 об/с = 1 Гц) можно получить круговую частоту
[$969$] = 2·[$960$]·f = 4,59·1016 рад/с . Но этого недостаточно, чтоб вычислить радиус орбиты. Надо использовать ещё какие-нибудь дополнительные величины типа ЗарядЭлектрона, или массу электрона, или Постояннуя Планка… в зависимости от темы, которую Вы сейчас изучаете, и которая предложена Вам в Вашей "методичке".
Вы просите помощь у экспертов, но не догадались опубликовать сюда методичку или ссылку на неё.
давно
Посетитель
405770
10
18.01.2022, 19:06
общий
Адресаты:
Извините, но это все что дано в моей задаче. А сам вопрос я не могу опубликовать потому что это я переводил с сам с моего языка, сам я не из России и там не живу.
Всё что знаю про задачу.
N (количество оборотов) = 7.3*10^15
t= 1 секунд
А ответ должен получиться: 0.5*10^-10 метров
Спасибо!
давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
19.01.2022, 07:25
общий
Адресаты:
Поскольку в некорректном Условии задачи не хватает данных, а Вы продолжаете просить помощи, мне приходится домысливать, что недостающие данные надо поискать в других источниках, лишь бы эти данные не противоречили Условию и позволили получить желаемый Вами Ответ, верно?

Вы не заполнили свою Регистрационную карту, и я не могу узнать Ваш уровень подготовки : Вы школьник или студент? Я вижу лишь Ваш часовой пояс = -1 от Мск, вероятно Вы живёте на Украине? (я тоже хохол, но это не важно).
Будем полагать, будто Вы - школьник, и поэтому желательно искать данные в школьном учебнике. Вот популярный учебник "Физика в средней школе" Аксенович Л.А., Ракина Н.Н., Фарино К.С. Ссылка1

На странице 577 находим подходящий материал: Согласно 3-му постулату Бора m·V·r = n·h / (2·[$960$])
Здесь m = 9,11·10-31 кг - масса электрона, h = 6,626·10-34 Дж·с - постоянная Планка (числовые данные есть на стр643).
Ваше Условие "В атоме водорода" означает, что номер орбиты n=1 , тогда
скорость электрона V = [$969$]·r , и формула упрощается до m·[$969$]·r2 = h / (2·[$960$])
Из неё вычисляем радиус орбиты электрона r = [$8730$][h / (2·[$960$]·m·[$969$])] [$8776$] 5·10-11 м, что совпадает с Вашим 0.5·10-10 .

Вот ещё вариант решения для тех, кому не нравится применение постоянной Планка: В статье Ссылка2 читаем:
Приравнивая кулоновскую силу притяжения q2 / (4·[$960$]·[$949$]0·r2) центростремительной силе m·V2 / r получим:
q2 / (4·[$960$]·[$949$]0·r) = m·V2
Заменив V = [$969$]·r , получаем r = 3[$8730$][q2 / (4·[$960$]·[$949$]0·m·[$969$]2)] [$8776$] 5·10-11 м - ответы разных вариантов решений совпали.
Вы можете проверить мои вычисления в каком-нибудь OnLine-калькуляторе. Я люблю вычислять в популярном приложении Маткад (ссылка3) . Маткад избавляет меня от ошибок. Маткад-скриншот прилагаю . Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом. =Удачи!
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
20.01.2022, 18:53
общий
это ответ
Здравствуйте, ssavok!

Предлагаю Вам следующее решение задачи.

Дано: Кл -- заряд электрона; кг -- масса электрона; об/с -- частота вращения электрона вокруг ядра атома водорода.
Определить: -- радиус орбиты электрона.

Решение


Согласно закону Кулона, в вакууме электрон притягивается к ядру атома водорода (протону) с силой

где Кл2/(Н[$183$]м2) -- электрическая постоянная. Эта сила придаёт электрону нормальное (центростремительное) ускорение, поэтому

(здесь -- угловая скорость электрона). Поэтому

(м).


Ответ: м.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа