TÍNH VẬN TỐC, VẬN TỐC GÓC HOẶC TẦN SỐ CỦA ELECTRON Ở TRẠNG THÁI DỪNG n
1. PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- Khi electron chuyển động trên quỹ đạo dừng thứ n, ta có:
\({v_n} = \frac{{2,{{2.10}^6}}}{n}(m/s)\)
- Từ đó ta có mối liên hệ giữa vận tốc và bán kính quỹ đạo dừng của electron:
\(\frac{{{v_1}}}{{{v_2}}} = \sqrt {\frac{{r{n_1}^2}}{{r{n_2}^2}}} = \frac{{{n_1}}}{{{n_2}}}\)
- Tần số vòng của electron ở quỹ đạo dừng thứ n:
\(v = \omega {r_n} = 2\pi f{r_n}\)
- Lực tương tác Cu-lông giữa electron và hạt nhân chính là lực hướng tâm:
\(F = \frac{{k{e^2}}}{{{r_n}^2}}\)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Một đám nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái cơ bản, electron chuyển động trên quĩ đạo K với tốc độ góc là ω. Khi chiếu bức xạ thích hợp vào đám nguyên tử này thì electron nhảy lên quĩ đạo M. Tốc độ góc của electron trên quĩ đạo M là:
Giải
Ta có:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{\omega = \frac{v}{{{r_n}}}}\\
{v = \sqrt {\frac{{k.{e^2}}}{{m.{r_n}}}} }\\
{{r_0} = {r_0}.{n^2}}
\end{array}} \right. \Rightarrow \begin{array}{*{20}{c}}
{{n_k} = 1}\\
{{n_M} = 3}
\end{array} \to {\omega _M} = \frac{\omega }{{27}}\)
Ví dụ 2: Theo thuyết Bo, bán kính quỹ đạo thứ nhất của electron trong nguyên tử hidro là r0=5,3.1011m, cho hằng số điện k=9.109 ?
Hãy xác định tốc độ góc của electron chuyển động tròn đều quanh hạt nhân trên quỹ đạo này:
A. 6,8.1016rad/s
B. 2,4.1016rad/s
C. 4,6.1016rad/s
D. 4,1.1016rad/s
Giải
Chọn D
3. BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Trong hiện tượng quang điện ngoài, hai electron quang điện cùng bay vào một từ trường đều có các đường sức từ có phương vuông góc với vận tốc của chúng và tỉ số vận tốc của chúng là 2/3. Biết trong từ trường hai electron này chuyển động theo hai quỹ đạo tròn khác nhau. Tỉ số bán kính của hai quỹ đạo tương ứng là
A. 2/3. B. 3/2.
C. 1/2 D. 2.
Câu 2. Theo mẫu nguyên tử Bo, trong nguyên tử hiđrô, chuyển động của êlectron quanh hạt nhân là chuyển động tròn đều. Tỉ số giữa tốc độ của êlectron trên quỹ đạo K và tốc độ của êlectron trên quỹ đạo M bằng
A. 9. B. 2.
C. 3. D. 4.
Câu 3. Bán kính quỹ đạo dừng của electron trong nguyên tử Hiđrô được tính theo công thức rn = n2.r0 với r0= 5, 3.10-11 m . Thời gian sống của nguyên tử Hiđrô ở trạng thái kích thích thứ nhất là t =10-8 s . Số vòng quay mà electron của nguyên tử Hiđrô thực hiện được trong thời gian trên là
A. 8, 2.106 vòng quay.
B. 4, 2.107 vòng quay.
C. 1, 65.107 vòng quay.
D. 3, 2.105 vòng quay.
Câu 4. Lực tương tác Cu-lông giữa êlectron và hạt nhân của nguyên tử hiđrô khi nguyên tử này ở quỹ đạo dừng L là F. Khi nguyên tử này chuyển lên quỹ đạo N thì lực tương tác giữa êlectron và hạt nhân là:
A. F/16. B. F/4.
C. F/144. D. F/2.
----Hết---
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Tính vận tốc, vận tốc góc hoặc tần số của electron ở trạng thái dừng n môn Vật Lý 12 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
