Электростатика
§11. Электростатическая энергия
задача №3

Электрон вращается вокруг ядра атома водорода на расстоянии 0,0529 нм (т.н. первый боровский радиус). Определить энергию взаимодействия ядра и электрона, кинетическую энергию электрона, полную механическую энергию электрона в электрон-вольтах, скорость электрона. (Сав.3.123)


Ответ:


Решение

Дано: СИ:
R = 0,0529 нм 0,0529 · 10-9 м
|e| = 1,6021892 · 10-19 Кл
Найти:
Wk - ?
Wp - ?
W - ?
υ - ?

Решение:

Энергия взаимодействия будет равна:


Здесь q1 - заряд электрона, q1 = e; q2 - заряд ядра, q2 = |e|;



где 1 Дж = 1,6 · 10-19 эВ.
Кинетическая энергия электрона определяется по формуле:

Электрон движется равномерно по круговой орбите под действием силы Кулона:


откуда:
Отсюда:
Полная механическая энергия электрона равна: W = Wp + Wk;