ID: 00018780
Электрон в атоме водорода перешёл с низкой стационарной орбиты (с меньшим номером n) на более высокую стационарную орбиту (с бо́льшим номером n). Как в результате этого изменились модуль силы электрического взаимодействия электрона с ядром и полная энергия электрона?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
| Модуль силы электрического взаимодействия электрона с ядром | Полная энергия электрона |
|---|---|
Запишите в ответ выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Электрон перепрыгнул на более высокую орбиту — значит отдалился от ядра, радиус орбиты r вырос. Дальше смотрим, как от расстояния зависят сила притяжения и полная энергия.
Электрон и ядро притягиваются по закону Кулона: F=\dfrac{ke^{2}}{r^{2}}. Расстояние r увеличилось, а оно стоит в знаменателе да ещё в квадрате — значит сила стала меньше. Модуль силы уменьшится — это 2.
Полная энергия электрона на орбите с номером n в атоме водорода: E_{n}=-\dfrac{13{,}6}{n^{2}} эВ. Она отрицательная — и это главный подвох. Чем больше номер n, тем меньше дробь \dfrac{13{,}6}{n^{2}}, и тем ближе к нулю (то есть выше) становится энергия. Например, было -13{,}6 эВ при n=1, стало -3{,}4 эВ при n=2 — а -3{,}4 больше, чем -13{,}6. Значит полная энергия увеличилась — это 1.
Ответ: 21