题目内容

已知氢原子处于基态时,核外电子绕核运动的轨道半径r1=0.53×10-10m,试求:

(1)基态时电子绕核运动的速度和周期;

(2)氢原子处于量子数n=1,2,3,…时,核外电子绕核运动的速度之比和周期之比.

答案:
解析:

  解:(1)设基态时电子在r1轨道上运动的速度为v1,

                   k=m,

得线速度

  v1=e=1.6×10-19×m/s=2.18×106m/s.

运动周期

  T1==s=1.53×10-16s.

  (2)电子在对应于不同量子数的轨道上运动时,其轨道半径r与基态时轨道半径r1有关系式r=n2r1,代入库仑力与向心力的关系式中,有

      k=m,v==,

电子在量子数n=1,2,3,…不同轨道上运动的速度之比为

     v1∶v2∶v3∶…∶vn=1∶∶∶…∶,

周期  T==2π=n3=n3T1,

所以,电子在不同轨道上运动的周期之比为

     T1∶T2∶T3∶…∶Tn=13∶23∶33∶…∶n3.

 

 


提示:

  在经典的原子模型中,认为核外电子绕核做圆周运动,做圆周运动所需的向心力来自电子与原子核之间的库仑力,轨道不同,电子在不同轨道上的速度也不同,因此根据关系式k=m,可求得速度值,然后由圆周运动的周长与速度的比值求得周期.

 


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