Question

氢原子的核外电子质量为m，电量为-e，在离核最近的轨道上运动，轨道半径为r₁，则电子运动的动能E_k=

 

，电子绕核运动的频率f=

 

，若电子绕核在如图所示xy平面上沿A→B→C→D方向转动，电子转动相当于环形电流，则此电流的方向

 

（填“顺时针”或“逆时针”）电流强度I=

 

．

Answer 1

分析：电子绕原子核运动，根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律求出电子的动能，并得到频率．
电子绕核在如图所示xy平面上沿A→B→C→D方向转动，电子转动相当于环形电流，则此电流的方向顺时针．
根据电流表达式I=

e

T

，即可求解等效电流．

解答：解：原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：

ke2

r 2 1

=

mv2

r1

则电子运动的动能为：E_k=

1

2

mv²=

ke2

2r1

原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律及库仑定律得：

ke2

r 2 1

=m

4π2r1

T2

电子绕核转动的频率为：f=

1

T

=

e

2πr1

k mr1

电子绕核在如图所示xy平面上沿A→B→C→D方向转动，电子转动相当于环形电流，则此电流的方向顺时针．
根据电流表达式为：I=

e

T

，
则有：I=ef=

e2

2πr1

k mr1

．
故答案为：

ke2

2r1

，

e

2πr1

k mr1

，顺时针，

e2

2πr1

k mr1

．

点评：能够根据题意找出氢原子核与核外电子的库仑力提供向心力，并列出等式求解．