В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается по круговой орбите.Определить частоту обращения электрона, если радиус орбиты равен 0,53 10^-10 м?
Для определения частоты обращения электрона в круговой орбите используем формулу для центростремительного ускорения: a = v^2 / r, где a - центростремительное ускорение, v - скорость электрона, r - радиус орбиты.
Также известно, что центростремительное ускорение связано с силой тяжести и силой электростатического притяжения следующим образом: m v^2 / r = k * e^2 / r^2, где m - масса электрона, k - постоянная Кулона, e - заряд электрона.
Решая эту уравнение относительно скорости электрона, получаем: v = sqrtk<em>e2/(m</em>r)k <em> e^2 / (m </em> r)k<em>e2/(m</em>r), v = sqrt(9<em>109</em>1.6<em>10−19)2/(9.1</em>10−31<em>0.53</em>10−10)(9 <em> 10^9 </em> 1.6 <em> 10^-19)^2 / (9.1 </em> 10^-31 <em> 0.53 </em> 10^-10)(9<em>109</em>1.6<em>10−19)2/(9.1</em>10−31<em>0.53</em>10−10), v ≈ 2.18 * 10^6 м/с.
Теперь можем найти частоту обращения электрона, зная, что вращательное движение электрона можно рассматриваеть как движение по окружности, и v = 2 π r f, f = v / 2</em>π<em>r2 </em> π <em> r2</em>π<em>r, f ≈ 2.18 10^6 / 2<em>π</em>0.53<em>10−102 <em> π </em> 0.53 <em> 10^-102<em>π</em>0.53<em>10−10, f ≈ 6.6 10^15 Гц.
Таким образом, частота обращения электрона в круговой орбите равна 6.6 * 10^15 Гц.
Для определения частоты обращения электрона в круговой орбите используем формулу для центростремительного ускорения:
a = v^2 / r,
где a - центростремительное ускорение, v - скорость электрона, r - радиус орбиты.
Также известно, что центростремительное ускорение связано с силой тяжести и силой электростатического притяжения следующим образом:
m v^2 / r = k * e^2 / r^2,
где m - масса электрона, k - постоянная Кулона, e - заряд электрона.
Решая эту уравнение относительно скорости электрона, получаем:
v = sqrtk<em>e2/(m</em>r)k <em> e^2 / (m </em> r)k<em>e2/(m</em>r),
v = sqrt(9<em>109</em>1.6<em>10−19)2/(9.1</em>10−31<em>0.53</em>10−10)(9 <em> 10^9 </em> 1.6 <em> 10^-19)^2 / (9.1 </em> 10^-31 <em> 0.53 </em> 10^-10)(9<em>109</em>1.6<em>10−19)2/(9.1</em>10−31<em>0.53</em>10−10),
v ≈ 2.18 * 10^6 м/с.
Теперь можем найти частоту обращения электрона, зная, что вращательное движение электрона можно рассматриваеть как движение по окружности, и
v = 2 π r f,
f = v / 2</em>π<em>r2 </em> π <em> r2</em>π<em>r,
f ≈ 2.18 10^6 / 2<em>π</em>0.53<em>10−102 <em> π </em> 0.53 <em> 10^-102<em>π</em>0.53<em>10−10,
f ≈ 6.6 10^15 Гц.
Таким образом, частота обращения электрона в круговой орбите равна 6.6 * 10^15 Гц.