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このdistanによって魅力的な電気力を使用して、陽子の周りで円の中で動く電子の速度を決定しますか?

これらの間の静電力のために、プロトンの周りの円の中で電子が動く電子の速度を決定する方法は次のとおりです。

1。問題の設定

* 料金: 電荷-Eを備えた電子と電荷 +eのプロトンがあります。

* 力: それらの間の力は静電的であり、クーロンの法則によって与えられます:f =k *(e^2) / r^2、ここで

* kはクーロンの定数です(8.98755×10^9n⋅m^2/c^2)

* eは初等料金(1.602×10^-19 c)です

* rは、電子とプロトンの間の距離です。

* 動き: 電子は輪になっています。つまり、それに作用する中心力がなければなりません。この力は、静電引力によって提供されます。

2。等しい力

静電力は、電子を円形軌道に維持する中心体の力です。

f_electrostatic =f_centripetal

* k *(e^2) / r^2 =m_e * v^2 / r

どこ:

* M_Eは電子の質量です(9.109×10^-31 kg)

* vは電子の速度です。

3。速度を解く

これで、電子の速度(V)を解くことができます。

* v^2 =k *(e^2) /(m_e * r)

* v =√(k *(e^2) /(m_e * r))

4。 BOHRモデルを使用して

最も単純なモデル(BOHRモデル)では、電子は量子化されたエネルギーレベルでプロトンを周回します。 最小の軌道(基底状態)の半径は以下によって与えられます。

* r =a_0 =5.29177×10^-11 m

ここで、a_0はbohr半径です。

計算

k、e、m_e、およびrの値を差し込む

V =√((8.98755×10^9n⋅m^2 / c^2) *(1.602×10^-19 c)^2 /(9.109×10^-31 kg * 5.29177×10^-11 m))

V≈2.19×10^6 m/s

重要な注意:

*上記の計算は、BOHRモデルに基づいて、水素原子の基底状態の電子の速度を与えます。このモデルは単純化であり、原子構造と量子力学の複雑さを完全に説明していません。

*実際には、電子の動きはより複雑であり、そのエネルギーレベルは完全に量子化されていません。 BOHRモデルは、原子構造の基本原理を理解するための有用な出発点を提供します。

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