Question

(2011年金華十校聯(lián)考)在研究原子物理時(shí)，科學(xué)家經(jīng)常借用宏觀模型進(jìn)行模擬．在玻爾原子模型中，完全可用衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)來模擬研究電子繞原子核的運(yùn)動(dòng)．當(dāng)然這時(shí)的向心力不是粒子間的萬有引力(可忽略不計(jì))，而是粒子的靜電力．設(shè)氫原子中，電子和原子核的帶電荷量大小都是e＝1.60×10^{－19 C}，電子在第1、2可能軌道
運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)動(dòng)半徑分別為r₁＝0.53×10^{－10 m}，r₂＝4r₁，據(jù)此求：
(1)電子分別在第一、二可能軌道運(yùn)行時(shí)的動(dòng)能(以eV為單位)．
(2)當(dāng)電子從第一可能軌道躍遷到第二可能軌道時(shí)，原子還需吸收10.2 eV的光子，那么電子的電勢能增加了多少？(靜電力常量k＝9.0×10⁹ N·m²/C²)

Answer 1

：(1)13.6 eV,3.4 eV
(2)20.4 eV

(1)電子所受靜電力提供向心力k＝
故E_k＝mv²＝
E_k1＝ J＝13.6 eV
E_k2＝E_k1＝3.4 eV.
(2)根據(jù)能量守恒，ΔE_p＝ΔE＋(E_k1－E_k2)
故ΔE_p＝20.4 eV.