题目内容
氢原子能级如图所示，氢原子基态能量E1=-13.6eV，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.53×10-10m．．氢的核外电子的第n条可能轨道的半径为rn=n2r1求氢原子处于n=4激发态时：（电子的质量m=0.9×10-30kg） 1）电子在轨道上运动的动能；2）电子具有的电势能；（以上各问题结果均保留两位有效数字，能量值以电子伏为单位）
【答案】分析：（1）根据库仑引力提供电子做圆周运动的向心力，求出电子在轨道上的动能．
（2）原子的能量等于电势能和电子动能之和，求出原子在n=4激发态的能量，从而求出电子具有的电势能．
解答：解：（1）由
得，
．
又r4=16r1
所以
J=0.85eV．
（2）
所以电子具有的电势能E′=E-EK4=-0.85-0.85eV=-1.7eV．
答：（1）电子在轨道上的动能为0.85eV．
（2）电子具有的电势能为-1.7eV．
点评：解决本题的关键知道原子的能量等于电势能与电子动能之和，会通过库仑引力提供向心力求出电子的动能．
（2）原子的能量等于电势能和电子动能之和，求出原子在n=4激发态的能量，从而求出电子具有的电势能．
解答：解：（1）由
得，．又r4=16r1
所以
J=0.85eV．（2）
所以电子具有的电势能E′=E-EK4=-0.85-0.85eV=-1.7eV．
答：（1）电子在轨道上的动能为0.85eV．
（2）电子具有的电势能为-1.7eV．
点评：解决本题的关键知道原子的能量等于电势能与电子动能之和，会通过库仑引力提供向心力求出电子的动能．
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