氢原子基态的能量E1=-13.6eV，电子绕核运动的半径r1=0.53×10-10m．当氢原子处于n=2的激发态时，求（1）原子系统具有的能量；（2）电子在轨道上运动的动能；（3）电子具有的电势能．

Question

氢原子基态的能量E₁=-13.6eV，电子绕核运动的半径r₁=0.53×10^-10m．当氢原子处于n=2的激发态时，求
（1）原子系统具有的能量；
（2）电子在轨道上运动的动能；
（3）电子具有的电势能．氢原子基态的能量E₁=-13.6eV，电子绕核运动的半径r₁=0.53×10^-10m．当氢原子处于n=2的激发态时，求
（1）原子系统具有的能量；
（2）电子在轨道上运动的动能；
（3）电子具有的电势能．₁₁^-10

Answer 1

（1）根据氢原子能级公式E₂2=(E1)/(22)=-3.4eV，
（2）由题意：r₂=2²×r₁
根据库仑力提供向心力：(ke2)/(r22)=(mv2)/(r2)
所以动能E_k=(1)/(2)mv²=3.4eV，
（3）由于E₂=E_k2+E_P2
所以电势能  E_p2=E₂-E_k2=-6.8eV
答：（1）原子系统具有的能量-3.4eV；
（2）电子在轨道上运动的动能为3.4eV；
（3）电子具有的电势能为-6.8eV． (E1)/(22)E122E1E1E112222222=-3.4eV，
（2）由题意：r₂2=2²2×r₁1
根据库仑力提供向心力：(ke2)/(r22)=(mv2)/(r2)
所以动能E_k=(1)/(2)mv²=3.4eV，
（3）由于E₂=E_k2+E_P2
所以电势能  E_p2=E₂-E_k2=-6.8eV
答：（1）原子系统具有的能量-3.4eV；
（2）电子在轨道上运动的动能为3.4eV；
（3）电子具有的电势能为-6.8eV． (ke2)/(r22)ke2

r

2 2

ke2ke2ke22

r

2 2

r

2 2

r

2 2

r

2

2

r

2

2

rr

2

2

2

2

2

2=(mv2)/(r2)
所以动能E_k=(1)/(2)mv²=3.4eV，
（3）由于E₂=E_k2+E_P2
所以电势能  E_p2=E₂-E_k2=-6.8eV
答：（1）原子系统具有的能量-3.4eV；
（2）电子在轨道上运动的动能为3.4eV；
（3）电子具有的电势能为-6.8eV． (mv2)/(r2)mv2r2mv2mv2mv22r2r2r22
所以动能E_kk=(1)/(2)mv²=3.4eV，
（3）由于E₂=E_k2+E_P2
所以电势能  E_p2=E₂-E_k2=-6.8eV
答：（1）原子系统具有的能量-3.4eV；
（2）电子在轨道上运动的动能为3.4eV；
（3）电子具有的电势能为-6.8eV． (1)/(2)12111222mv²2=3.4eV，
（3）由于E₂2=E_k2k2+E_P2P2
所以电势能  E_p2p2=E₂2-E_k2k2=-6.8eV
答：（1）原子系统具有的能量-3.4eV；
（2）电子在轨道上运动的动能为3.4eV；
（3）电子具有的电势能为-6.8eV．