Сколько оборотов в секунду совершает электрон?
Предположите, что атом водорода состоит из протона, вокруг которого по окружности диаметром 10(-10)м вращается электрон массой 9,1 • 10(-31) кг. Сила притяжения равна 9 • 10(-8) Н. Чему равна скорость электрона? Сколько оборотов в секунду совершает электрон?
Чему равна скорость электрона?
Центростремительной силой,которая удерживает электрон в таком представлении (классическом) является кулоновская сила F=ke в квадрате делить на R в квадрате. e- заряд электрона (у протона такой же по величине(в законе Кулона стоят модули - абсолютные величины!).При вращении сила равна массе умноженной на квадрат скорости и деленной на радиус (центробежная сила).Приравняв получим в итоге v в квадрате=ke в квадрате делить на mR.Напомню,что к - постоянная в законе Кулона.При движении по окружности v=2пиR/T, где Т -период вращения.Соответственно Т=2пиR/v. Поскольку число оборотов в секунду - обратная величина периоду,то n=v/2пиR. Вычисления Ваши.
Если исходить из классической резерфордовской модели атома, как мини-Солнечной системы с ядром-Солнцем и электронами-планетами, тогда все решается просто. При вращении электрона вокруг ядра на него действует центробежная сила F=mv²/R. Сила F известна, масса электрона m и радиус орбиты R тоже, остается найти скорость вращения v=SQRT(F R/m) = SQRT(9E-8 0.5E-10/9.1E-31) = 2.224E6 м/сек. Число оборотов - это скорость вращения, деленная на длину орбиты n = v/(2pi R) = 2.224E6/(2 3.14 0.5E-10) = 7E15 об/сек (7, умноженное на 10 в степени 15).
Электрон - это волновая функция. Он вообще не вращается. Это удобное математическое рассмотрение, не более того.
математические модели это выдумки талантливах физиков. только эксперимент может дать ответ на поставленный вопрос. Но прямое наблюдение здесь невозможно, поэтому, так или иначе, приходится довольствоваться косвенными данными, а это ни одно и то же. Вот почему мы до сих пор ищем ответ на поставленный вопрос.