Определить потенциальную П, кинетическую Т и полную Е энергии электрона, находящегося на первой орбите атома водорода.
Решение:
Потенциальная энергия (П), кинетическая энергия (Т) и полная энергия (Е) электрона на первой орбите атома водорода могут быть выражены следующим образом:
Потенциальная энергия (П) электрона на первой орбите определяется взаимодействием электрона с ядром атома. Для атома водорода формула потенциальной энергии такова:
П = -k * (e^2) / r
Где:
k - постоянная Кулона (8.988 * 10^9 Н·м^2/Кл^2) e - элементарный заряд (1.602 * 10^-19 Кл) r - радиус первой орбиты (по среднему значению для атома водорода, около 5.292 * 10^-11 м) Кинетическая энергия (Т) электрона определяется его скоростью на первой орбите. Электрон на первой орбите движется по круговой орбите, и его кинетическая энергия может быть вычислена как:
Т = (1/2) * m * v^2
m - масса электрона (9.109 * 10^-31 кг) v - скорость электрона на первой орбите. Скорость зависит от радиуса орбиты и массы ядра атома (по закону сохранения энергии). Полная энергия (Е) электрона на первой орбите равна сумме его потенциальной и кинетической энергии:
Е = П + Т