فيديو: حساب تأثير المجال الكهربي في المستوى الذري

المسافة بين إلكترون يدور داخل ذرة هيدروجين والنواة تساوي ‎6.32 × 10^−11m. ما شدة المجال الكهربي للنواة عند النقطة التي يقع عندها الإلكترون؟ ما مقدار القوة الكهربية المؤثرة على الإلكترون من النواة عند النقطة التي يقع عندها الإلكترون؟

٠٣:١٢

‏نسخة الفيديو النصية

المسافة بين إلكترون يدور داخل ذَرّة هيدروجين والنواة، تساوي ستة واتنين وتلاتين من المية، في عشرة أُس سالب حداشر متر. ما شدة المجال الكهربي للنواة، عند النقطة التي يقع عندها الإلكترون؟ ما مقدار القوة الكهربية المؤثِّرة على الإلكترون من النواة، عند النقطة التي يقع عندها الإلكترون؟

ذَرّة الهيدروجين بتبقى مكوَّنة من نواة، فيها بروتون واحد، بيلف حواليه إلكترون واحد. والمسافة بين النواة والإلكترون، بتساوي ستة واتنين وتلاتين من المية، في عشرة أُس سالب حداشر متر. والإلكترون الواحد بيبقى ليه شحنة ثابتة، بتساوي سالب واحد وستمية واتنين من الألف، في عشرة أُس سالب تسعتاشر كولوم. وشحنة البروتون الواحد بتبقى نفس شحنة الإلكترون، ولكن بالموجب. ومطلوب منّنا إن إحنا نعرف المجال الكهربي اللي بتعمله النواة، عند النقطة اللي فيها الإلكترون. وتاني مطلوب هو إننا نطلّع القوة الكهربية، اللي بتأثّر على الإلكترون نتيجة النواة.

والمجال الكهربي نتيجة شحنة، اللي هي في حالتنا هتبقى شحنة البروتون، بيساوي الثابت الكهربي 𝐾، اللي بيساوي تسعة في عشرة أُس تسعة نيوتن متر تربيع على كولوم تربيع. مضروب في الشحنة اللي بتُنتج المجال الكهربي. مقسوم على مربع المسافة ما بين النقطة اللي بنحسب عندها المجال الكهربي، والشحنة بتاعتنا.

وبما إننا بنجيب المجال الكهربي نتيجة النواة، فده معناه إن الشحنة دي هي شحنة البروتون. ولمّا نعوّض بالقيم، هنلاقي إن المجال الكهربي بيساوي الثابت الكهربي 𝐾، اللي زيّ ما قُلنا بيساوي تسعة في عشرة أُس تسعة نيوتن متر تربيع على كولوم تربيع. مضروب في شحنة البروتون، اللي هي واحد وستمية واتنين من الألف، في عشرة أُس سالب تسعتاشر كولوم. مقسومين على مربع المسافة ما بين النقطة اللي بنحسب عندها المجال الكهربي والشحنة. اللي في المسألة بتاعنا هي المسافة ما بين الإلكترون والنواة. وبتساوى ستة واتنين وتلاتين من المية، في عشرة أُس سالب حداشر متر.

ونقدر نختصر المتر مربع مع المتر مربع اللي في المقام. وهنختصر برضو الكولوم مع مربع الكولوم اللي موجود في المقام. وده هيطلّع لنا إن المجال الكهربي بيساوي بالتقريب تلاتة وستة من العشرة، في عشرة أُس حداشر نيوتن على كولوم. وبكده نبقى جِبنا أول مطلوب، وهو المجال الكهربي عند النقطة اللي فيها الإلكترون.

أمّا بالنسبة لتاني مطلوب، وهو القوة الكهربية اللي بتأثّر على الإلكترون. فهنجيبها من القانون اللي بيقول إن القوة الكهربية كمتجه، بتساوي الشحنة اللي بتتأثّر بالقوة الكهربية دي، مضروبة في متجه المجال الكهربي، اللي موجودة فيه الشحنة. وبما إن القوة اللي عايزين نجيبها بتأثّر على الإلكترون، فالشحنة اللي هنعوّض بيها هي شحنة الإلكترون. وناخد بالنا إن شحنة الإلكترون بالسالب. وده اللي هيخلّي القوة الكهربية تبقى في اتجاه عكس اتجاه المجال الكهربي. وعلشان كده، النواة بتجذب الإلكترون.

وبما إن المطلوب منّنا مقدار القوة الكهربية، فنقدر نقول إن مقدار القوة الكهربية بيساوي مقدار الشحنة، مضروبة في مقدار المجال الكهربي. ولمّا نعوّض بالقيم، هنلاقي إن مقدار القوة الكهربية بيساوي مقدار شحنة الإلكترون، اللي بتساوي سالب واحد وستمية واتنين من الألف، في عشرة أُس سالب تسعتاشر كولوم. مضروبة في مقدار المجال الكهربي، اللي بيساوي تلاتة وستة من العشرة، في عشرة أُس حداشر نيوتن على كولوم.

نقدر نختصر الكولوم مع الكولوم، ونطلّع إن مقدار القوة الكهربية بيساوي خمسة وتمنية من العشرة، في عشرة أُس سالب تمنية نيوتن. وبكده نبقى جِبنا تاني مطلوب، وهو مقدار القوة الكهربية اللي بتأثّر على الإلكترون نتيجة النواة.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.