Coi electron trong nguyên tử hydrô chuyển động tròn đều trên các quỹ đạo dừng. Khi electron chuyển từ quỹ đạo K lên quỹ đạo M thì vận tốc v của electron và lực tương tác F giữa nó và hạt nhân sẽ:
A. F và v cùng giảm đi 3 lần
B. F giảm đi 81 lần; v giảm đi 3 lần
C. F giảm đi 9 lần; v giảm đi 3 lần
D. F và v cùng giảm đi 9 lần
Đáp án B
Áp dụng cho tiên đề Bo cho nguyên tử Hidro:
+Ở trạng thái cơ bản:
-Nguyên tử có năng lượng E 0 = − 13,6 eV
-Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo K
Có bán kính: r 0 = 5,3.10 − 11 m gọi là bán kính Bo
Có vận tốc lớn nhất bằng v 0 = k.e 2 m e r 0 = 2,186.10 6 m/s
Có lực tương tác giữa electron với hạt nhân lớn nhất F 0 = ke 2 r 0 2 = 8,202.10 − 8 N
+Ở trạng thái dừng thứ n:
-Nguyên tử có năng lượng: E n = − 13,6 n 2 eV với n = 1,2,3 , . . .
Do đó càng ở mức cao thì các mức năng lượng càng gần nhau ⇒ Năng lượng này luôn có giá trị âm
Khi n → ∞ : E ∞ = 0 : Năng lượng tương tác bằng không khi e ở rất xa hạt nhân
-Electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo dừng
Có bán kính: r n = n 2 r 0 với n = 1,2,3 , . . .
Lực điện có lực tương tác giữa electron với hạt nhân F n = ke 2 r n 2 = ke 2 n 4 r 0 2 = F 0 / n 4
Lực điện đóng vai trò là lực hướng tâm
F n = m v n 2 r n ⇒ v n = F n r n m = F 0 n 2 r 0 n 4 m = v 0 n