Cho rằng một trong hai electron của nguyên tử heli chuyển động

Giải SBT Lí 11 Bài tập cuối chương 1

Bài I.12 trang 17 Sách bài tập Vật lí 11: Cho rằng một trong hai electron của nguyên tử heli chuyển động tròn đều quanh hạt nhân, trên quỹ đạo có bán kính 1,18.10^-10 m.

a) Tính lực hút của hạt nhân lên electron này.

b) Tính chu kỳ quay của electron này quanh hạt nhân.

Cho điện tích của electron là -1,6.10^-19 C; khối lượng của electron: 9,1.10^-31kg.

Lời giải

a) Hạt nhân trong nguyên tử heli có điện tích:

$q_1=\left|2e\right|$

Một electron có điện tích: q₂ = e

Vậy lực hút của hạt nhân lên một electron là:

$F_d=\frac{k\left|q_1{q}_2\right|}{\epsilon r^2}=\frac{k.2e^2}{\epsilon r^2}=\frac{{9.10}^{-9}\mathrm{.2.}{\left(1,{6.10}^{-19}\right)}^2}{1.{\left(1,{18.10}^{-10} \right)}^2}\approx 33,{1.10}^{-9}N$

b) Công thức tính lực hướng tâm:

$F_{ht}=\frac{m{v}^2}{r}=mr{\omega }^2$

Do electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân nên lực hút tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm:

$F_d=F_{ht}\iff F_d=m_{e}r{\omega }^2$

$\iff \omega =\sqrt{\frac{F_d}{m_{e}r}}=\sqrt{\frac{33,{1.10}^{-9}}{9,{1.10}^{-31}.1,{18.10}^{-10} }}\approx 1,{76.10}^{16}rad/s$

Chu kỳ quay của electron này quanh hạt nhân:

$T=\frac{2\pi }{\omega }=3,{55.10}^{-16}s$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 11 hay, chi tiết khác:

Bài I.1 trang 15 SBT Lí 11: Chỉ ra công thức đúng của định luật Cu-lông trong...

Bài I.2 trang 15 SBT Lí 11: Trong công thức định nghĩa cường độ điện trường...

Bài I.3 trang 15 SBT Lí 11: Trong công thức tính công của lực điện tác dụng...

Bài I.4 trang 16 SBT Lí 11: Q là một điện tích điểm âm đặt tại điểm O...

Bài I.5 trang 16 SBT Lí 11: Biểu thức nào dưới đây là biểu thức định nghĩa...

Bài I.6 trang 16 SBT Lí 11: q là một tua giấy nhiễm điện dương; q’ là một tua...

Bài I.7 trang 16 SBT Lí 11: Trên hình I.1 có vẽ một số đường sức của hệ thống...

Bài I.8 trang 16 SBT Lí 11: Tụ điện có điện dung C₁ có điện tích q₁ = 2.10^-3C...

Bài I.9 trang 17 SBT Lí 11: Di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N...

Bài I.10 trang 17 SBT Lí 11: Đồ thị nào trên hình I.2 biểu diễn sự phụ thuộc...

Bài I.11 trang 17 SBT Lí 11: Có một hệ ba điện tích điểm: q₁ = 2q, đặt tại điểm...

Bài I.13 trang 18 SBT Lí 11: Một điện tích điểm q₁ = +9.10^-8 C nằm tại điểm A...

Bài I.14 trang 18 SBT Lí 11: Electron trong đèn hình vô tuyến phải có động...

Bài I.15 trang 18 SBT Lí 11: Để ion hoá nguyên tử hiđrô, người ta phải tốn một