Как найти изменение потенциальной энергии электрона

Чему равно изменение потенциальной энергии электрона?

1 эВ есть изменение потенциальной энергии частицы с зарядом q_е = 1,6*10–9 Кл при изменении потенциала на 1 Вольт (В). Детали расчета: (а) Каждый электрон теряет 5 кэВ потенциальной энергии и получает 5 кэВ = (5000 эВ) (1,6*10–19 Дж/эВ) = 8*10–16 Дж кинетической энергии. (б) Е = ½ м_еv2.

Потенциальная энергия электрона увеличивается или уменьшается?

Когда электрон свободно движется в электрическом поле, электрический потенциал электрона увеличивается, не уменьшается, и его электрическая потенциальная энергия уменьшается.

Как изменится энергия электронов при прохождении через лампу?

Когда ток проходит по проводам внутри лампочки, электрическая энергия превращается в тепловую энергию и световую энергию.

Какова потенциальная энергия электрона в каждой точке в эВ и джоулях?

Электрон-вольт — это энергия, переданная основному заряду, ускоренному разностью потенциалов в 1 В. В форме уравнения 1 эВ = (1,60 × 10-19 Кл) (1 В) = (1,60 × 10-19 Кл)(1Дж/Кл)=1,60×10-19Дж.

Как найти изменение потенциальной энергии?

Изменение гравитационной потенциальной энергии, ΔPE_г, является ΔPE_г = мгх, где h — увеличение высоты, а g — ускорение свободного падения. Гравитационная потенциальная энергия объекта у поверхности Земли обусловлена ​​его положением в системе масса-Земля.

Смотрите также, что такое пять черных категорий

Как найти изменение потенциальной электрической энергии?

Изменение потенциала равно ΔВ = В_Б – В_А = +12 В а заряд q отрицателен, так что ΔPE = qΔV отрицательна, что означает, что потенциальная энергия батареи уменьшилась, когда q переместился из A в B.

Как увеличить потенциальную энергию электрона?

Когда электроны возбуждаются, они перемещаются на более далекую орбиту с более высокой энергией. из атома. Чем дальше орбиталь от ядра, тем выше потенциальная энергия электрона на этом энергетическом уровне. Когда электрон возвращается в низкоэнергетическое состояние, он высвобождает потенциальную энергию в виде кинетической энергии.

Как изменится потенциальная энергия при движении электрона в направлении электрического поля?

И кинетическая энергия, и потенциальная энергия увеличится. Кинетическая энергия увеличится, а потенциальная уменьшится. …

Как можно увеличить электрическую потенциальную энергию электрона?

И наоборот, мы обнаружили, что когда электрон перемещается из области с высоким электрическим потенциалом в область с более низким электрическим потенциалом, его потенциальная энергия увеличивается. Это связано с тем, что он имеет отрицательный заряд, и уменьшение электрического потенциала приводит к увеличению потенциальной энергии.

Что происходит, когда ток течет через лампочку?

Когда по проводу течет ток, электрическая энергия превращается в тепло, из-за чего провод очень сильно нагревается — почти 1000oF! … Лампочка превращает электрическую энергию в тепло независимо от направления тока. Двигатель позволяет нам превращать электрическую энергию в механическую.

Каково путешествие электрона?

Путешествие электрона по цепи можно описать как зигзагообразный путь, возникающий в результате бесчисленных столкновений с атомами проводящего провода. Каждое столкновение приводит к изменению пути, что приводит к движению зигзагообразного типа.

Как энергия течет в цепи?

Электромагнитная энергия вытекает из батареи в пустое пространство вокруг цепи. Течет параллельно соединительным проводам, потом ныряет в резистор. Поле потока энергии находится по формуле умножение e-поля на b-поле (Векторное перекрестное произведение E x B.)

Как изменится кинетическая энергия электрона?

Какова потенциальная энергия протона в точке А на рисунке?

Потенциальная энергия протона в точке А равна 5,020 × 10–16 Дж.

Какова потенциальная энергия электрона, находящегося в n-оболочке иона ВЕ 3 ?

Электрон оболочки иона Be3+= -27,2 эВ/ион.

Что представляет собой уравнение потенциальной энергии?

ЧП_грав = м *• г • ч

Смотрите также, как называется поклонение многим богам

В приведенном выше уравнении m представляет массу объекта, h представляет высоту объекта, а g представляет собой силу гравитационного поля (9,8 Н/кг на Земле), иногда называемую ускорением свободного падения.

Как найти изменение потенциальной энергии пружины?

Энергия, запасенная в пружине

1. Работа совершается при растяжении или сжатии пружины. Упругая потенциальная энергия накапливается в пружине. …
2. Запасенную упругую потенциальную энергию можно рассчитать по уравнению:
3. упругая потенциальная энергия = 0,5 × жесткость пружины × (удлинение) 2

Как найти джоули потенциальной энергии?

Как изменится потенциальная электрическая энергия молнии?

Так как электрический потенциал уменьшается в направлении поля, поэтому положительный заряд теряет свою потенциальную энергию.

Как найти изменение электрического потенциала между двумя точками?

Ключевые моменты

Напомним, что электрический потенциал определяется как потенциальная энергия единицы заряда, т. е. V=PEq V = PEq. Разность потенциалов между двумя точками ΔV часто называют напряжением и определяется выражением ΔV=VB−VA=ΔPEq Δ V = V B − V A = Δ PE q . Потенциал на бесконечном расстоянии часто принимается равным нулю.

Как изменится электрическая потенциальная энергия положительного заряда?

Потенциальная энергия положительного заряда увеличивается, когда он движется против электрического поля и уменьшается, когда он движется вместе с электрическим полем; обратное верно для отрицательного заряда. Если единичный заряд не пересекает изменяющееся магнитное поле, его потенциал в любой данной точке не зависит от пройденного пути.

Какая связь между электрическим потенциалом и электрической потенциальной энергией?

Основное различие между электрическим потенциалом и электрической потенциальной энергией состоит в том, что Электрический потенциал в точке в электрическом поле — это количество работы, совершаемой для того, чтобы перенести единичный положительный заряд из бесконечности в эту точку., а электрическая потенциальная энергия — это энергия, необходимая для движения заряда против …

Каким образом электрический потенциал может быть высоким, если электрическая потенциальная энергия мала?

отрицательный заряд, если свободно передвигаться в электрическом поле будет перемещаться из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом. … Заряд вынужден перемещаться из точки с низким потенциалом в точку с высоким потенциалом, и работа, совершаемая внешней силой, отрицательна. Обратное будет верно для отрицательного заряда.

Уменьшается ли потенциальная энергия с увеличением электрического поля?

Эмпирическое правило для определения того, увеличивается ЭРЕ или нет: Если заряд движется в направлении, в котором он обычно движется, его электрическая потенциальная энергия уменьшается.. Если заряд перемещается в направлении, противоположном тому, в котором он обычно двигался, его электрическая потенциальная энергия увеличивается.

Увеличивается ли электрическая потенциальная энергия с расстоянием?

Фактически, электрический потенциал уменьшается по мере того, как вы продвигаетесь дальше от распределения заряда. … Точно так же, совершая работу над зарядом, чтобы приблизить его к другому заряду того же знака, вы увеличиваете электрическую потенциальную энергию.

Что произойдет с потенциальной электрической энергией, если расстояние между зарядом источника и пробным зарядом увеличить втрое?

Удвоение расстояния между двумя точечные заряды приводят к учетверению электрической силы. Утроение расстояния между двумя точечными зарядами приводит к возникновению электрической силы, равной одной шестой от первоначального значения.

Что произойдет с потенциальной энергией, если пробный заряд будет двигаться в направлении электрического поля?

в поле совершает над ним отрицательную работу и потенциальная энергия уменьшается. Когда положительный заряд движется против направления электрического поля, Когда положительный заряд движется против направления электрического поля, … поле совершает над ним отрицательную работу и потенциальная энергия уменьшается.

Что происходит с потенциальной электрической энергией при увеличении размера заряда?

Электрическая потенциальная энергия частиц с одинаковыми зарядами уменьшается по мере увеличения расстояния между зарядами. … процесс, посредством которого энергия перемещается из одного места в другое, сохраняясь в материи в виде внутренней энергии, а затем перемещая материю из одного места в другое.

Почему увеличивается электрический потенциал?

Когда над положительным пробным зарядом совершается работа по перемещению его из одного места в другое, увеличивается потенциальная энергия и увеличивается электрический потенциал.

Смотрите также, как заканчиваются гроздья гнева

Как меняется электрический потенциал, когда мы приближаемся к отрицательному заряду?

Q28 Электрический потенциал увеличивается или уменьшается, когда мы приближаемся к отрицательному заряду? … Потенциальная энергия положительного пробного заряда уменьшается по мере приближения к отрицательному заряду, потому что они притягиваются друг к другу, поэтому электрический потенциал уменьшается.

Как электричество течет через лампочку?

Как электричество превращается в свет в лампочке?

Лампы накаливания — это устройства, которые преобразуют электричество в свет. путем нагревания нити с помощью электрического тока, пока не начнет излучать электромагнитное излучение. Когда ток проходит через нить накала, ее высокое сопротивление вызывает повышение ее температуры до тех пор, пока она не начнет светиться.

Когда электроны проходят через лампочку, что из следующего происходит?

Что происходит с электронами, когда они достигают лампочки? В лампочке, электроны с более высокой потенциальной энергией входят в лампочку и отдают эту энергию, проходя через лампочка. Количество электронов, выходящих и входящих в колбу, одинаково.

Как движутся электроны?

Электроны движутся от отрицательно заряженных частей к положительно заряженным. Отрицательно заряженные части любой цепи имеют дополнительные электроны, в то время как положительно заряженные части нуждаются в большем количестве электронов. Затем электроны переходят из одной области в другую. Когда электроны движутся, ток может течь через систему.

Как рассчитать энергию фотона по заданной частоте и длине волны в нанометрах Химия

Потенциальная энергия из-за точечных зарядов

Большое заблуждение об электричестве

Веритасиум ошибается насчет электричества?

Теория
Бора водородоподобных атомов.

Нильс
Бор создал теорию строения атома,
способную объяснить опыты Резерфорда
и спектр излучения паров водорода.

Спектр
характеризует распределение интенсивности
излучения по шкале частот (или по шкале
длин волн).

Постулаты
Бора.

1-й
постулат:

электрон
в атоме может двигаться только по
определенным стационарным орбитам,
находясь на которых, он не излучает и
не поглощает энергию. Момент импульса
электрона на этих орбитах кратен
постоянной Планка:

, (1)

m_e
– масса электрона,

– скорость электрона на орбите с номером
n,
r_n
– радиус орбиты с номером n,
n
=1,2,3,….

Дж·с
– постоянная Планка.

2-й
постулат:

при
переходе электрона с одной стационарной
орбиты на другую излучается или
поглощается фотон, энергия которого

.
(2)

E
_n1
и
E
_n2

– энергия электрона в состоянии 1 и 2
(т.е. на орбитах 1 и 2),

– частота электромагнитных волн,
–
постоянная Планка.

Радиус
орбиты электрона в атоме водорода.

1-й
постулат Бора,

.

Выразим
скорость электрона:

.
(3)

Рассмотрим
круговые электронные орбиты. На электрон
с зарядом –e
со стороны ядра с зарядом +e
действует сила Кулона F,
сообщая электрону нормальное ускорение,

.

По
2-му закону Ньютона,

.
(4)

Сократим

и подставим скорость из (3):

.

Отсюда

.

Радиус
первой орбиты электрона (n
= 1), называется радиусом
Бора


,

=

0.53·10^-10

м.

Радиус
орбиты электрона в атоме водорода

,
n
=1,2,3,…. – номер орбиты.

Энергия
электрона в атоме водорода.

Энергия
электрона представляет собой сумму
кинетической энергии
и
потенциальной
.

и

.

Потенциальная
энергия – это энергия электрона с
зарядом

в электрическом поле ядра. Из уравнения
(4) видно, что

.

Тогда
на n
–ой
орбите энергия электрона равна

=

=.

Т.е.
кинетическая энергия электрона равна
полной энергии, взятой со знаком «-».

Также
полную энергию можно записать через
потенциальную:

=
, или

.

Подставим

.
Тогда

=
.

Энергия
на первой орбите (на первом энергетическом
уровне) равна

=

= -13,6 эВ.

Величину

=
13,6 эВ = 2,18∙10^-18
Дж
называют
энергией ионизации
(эта энергия необходима, чтобы перевести
электрон, находящийся на первом уровне,
в свободное состояние, т.е. чтобы
ионизовать атом). Окончательно, энергия
электрона на n
–ом
энергетическом уровне (на n
–ой
орбите) записывается как

=

.

Спектр излучения водорода.

Энергия
излучаемого или поглощаемого кванта:

.

Частота

,

длина волны,

– скорость света в вакууме.

=

+

=

,

=
.

=

–
формула Бальмера,

определяет
длины волн в спектре атома водорода.

=
1,1∙10⁷
м^-1

– постоянная Ридберга.

и

– номера энергетических состояний
(номера орбит) электрона.

Переходы
электрона с возбужденных энергетических
состояний на основной энергетический
уровень (
= 1) сопровождаются излучением в УФ
области
спектра (серия линий Лаймана),

переходы
на уровень с

= 2 приводят к линиям в
видимой области
(серия Бальмера),

переходы
на уровень с

= 3, 4, 5, … приводят излучению в ИК
области.

Теория
Бора не смогла объяснить строение
сложных атомов. Для объяснения поведения
микрочастиц была развита квантовая
механика.

Она
основана на том, что любая микрочастица,
наряду с корпускулярными, обладает
также волновыми свойствами (гипотеза
де Бройля).

Для
фотона, импульс

.

По
аналогии с фотоном, любую микрочастицу
можно рассматривать как волну с длиной
волны

,

–
длина волны де Бройля.

Гипотеза
де Бройля подтверждена экспериментально
наблюдением дифракции электронов, а
затем и протонов.

Принцип
неопределенностей.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Теория Бора это попытка объяснить модель атома пользуясь идеями Планка , о дискретности электромагнитного излучения.

В соответствии с ними Н. Бор предположил, что процессы, происходящие при этом внутри атома, также подчиняются квантовым закономерностям.

Что такое теория Бора

Модель атома, предложенная Резерфордом, не могла удовлетворительно объяснить механизм излучения атомом электромагнитных волн, так как по мере излучения энергия электрона, а вместе с ней и скорость его движения вокруг ядра должны убывать и в конце концов электрон должен упасть на ядро.

В 1913 г. Н. Бор предложил новую теорию излучения света атомами, в основу которой были положены идеи М. Планка. Теория Н. Бора основывается на двух постулатах.

1. Внутренняя энергия атома дискретна, т. е. может принимать только определенные дозволенные значения или уровни, кратные некоторым характерным для данного атома количествам или квантам энергии. Состояния, соответствующие этим уровням энергии, являются стационарными (равновесными): находясь в таком состоянии, атом не излучает электромагнитных волн несмотря на происходящее в нем движение электронов.
2. Испускание (или поглощение) атомом электромагнитного излучения происходит при переходе из одного стационарного состояния в другое. При этом испускается (или поглощается) фотон монохроматического излучения с энергией E_ф, равной разности энергетических уровней Е₂ и Е₁ соответствующих этим состояниям:

Е_ф = Е ₂ — Е₁.

Частота излучения v соответствует энергии фотона:

v = E_ф/h = (E₂ —E₁)/h

где h — постоянная Планка.

Для согласования выдвинутых им положений с Резерфордовской моделью атома Н. Бор предложил считать, что стационарным состояниям или дозволенным энергетическим уровням атома соответствует движение электронов по орбитам определенного радиуса. Эти орбиты должны удовлетворять условию, чтобы момент количества движения l_э электрона был кратен постоянной Планка, деленной на 2π, т. е. где п — есть целое число, называемое квантовым числом атома, которое соответствует порядковому номеру орбиты. Число п может принимать значения: п — 1,2,3 …

Из этого условия можно определить радиусы дозволенных орбит электрона. В общем виде:

r = (h²/(4π²me²))(n²/Z)

где т — масса, е — заряд электрона, п — квантовое число или порядковый номер орбиты, Z — порядковый номер элемента.

Таким образом, радиусы дозволенных орбит прямо пропорциональны квадрату квантового числа и обратно пропорциональны порядковому номеру элемента. Например, для атома водорода (Z = 1) радиус наименьшей (п =1) орбиты r = 0,53•10^-8 см. Эта величина и характеризует порядок размеров атома.

Энергия электрона в атоме состоит из кинетической энергии движения по орбите (скорость порядка 10⁸ см/сек) и потенциальной энергии в поле ядра. Обе величины зависят от радиуса орбиты. Следовательно, определенным радиусам орбит соответствуют определенные энергетические уровни.

Изменение энергии электрона

Как изменяется энергия электрона и энергетический уровень атома при изменении радиуса орбиты.

1. При увеличении радиуса орбиты скорость движения электрона уменьшается, соответственно уменьшается и его кинетическая энергия.
2. Для того чтобы удалить электрон от ядра, надо совершить работу против сил притяжения, следовательно, потенциальная энергия электрона с увеличением радиуса орбиты увеличивается.

При этом потенциальная энергия возрастает на большую величину, чем уменьшается кинетическая, поэтому общая энергия электрона по мере увеличения радиуса орбиты увеличивается. Соответственно возрастают и энергетические уровни атома (рис. 2):

E₁ < Е₂ < Е₃ < …

Разность энергии между двумя соседними стационарными уровнями по мере увеличения радиуса орбит, наоборот, уменьшается:

∆E‘ > ∆E» > ∆E»’ > где ∆E‘ = E₂ — E₁; ∆E »= E₃ — E₂, …

Стационарный уровень с наименьшей энергией называется основным, он характерен для атома в обычном состоянии (т. е. атома, не подвергающегося никаким внешним воздействиям). Остальные стационарные уровни называются возбужденными.

Возбуждение атома

Возбуждение атома требует сообщения ему дополнительной энергии и, следовательно, происходит в результате какого-либо внешнего воздействия на атом.

Это может быть соударение частиц в процессе теплового движения или при электрическом разряде в газах, поглощение фотона электромагнитного излучения и т. п. Возбужденное состояние может возникнуть также при рекомбинации ионов в газе, под действием частиц радиоактивного излучения и т. д.

Возбужденное состояние атома неустойчиво (метастабильно). Как правило, примерно через 10^-8 сек электрон возвращается на основную орбиту, при чем излучает фотон, уносящий дополнительную энергию, полученную электроном при возбуждении атома (рис. , а). 

При этом атом возвращается в основное состояние. Электрон может возвращаться на основную орбиту не сразу, а ступеньками через промежуточные уровни, В этом случае будет излучаться несколько фотонов с частотой, соответствующей разности энергетических уровней ступеней перехода (рис. , б).

При люминесценции возбуждение атомов происходит в результате поглощения энергии фотонов падающего на вещество излучения.

Если энергия фотона достаточно велика (ультрафиолетовое и еще более коротковолновое рентгеновское излучение), то при этом происходит возбуждение атома с последующим излучением (рис. , в).

Для того чтобы перевести внешний электрон на одну из возбужденных орбит, требуется в зависимости от природы атома энергия порядка нескольких электрон-вольт.

При возвращении электрона на основную орбиту будут излучаться фотоны с такой же энергией, что соответствует частоте видимого или близкого к нему ультрафиолетового излучения.

При переходах электрона с одной возбужденной орбиты на другую излучаются фотоны с еще меньшей энергией, относящиеся к инфракрасному излучению.

Таким образом, оптическое излучение связано преимущественно с переходом внешних электронов.

Спектр излучения атомов водорода

Пример спектра излучения атомов водорода в теории атома водорода по бору В зависимости от энергии, сообщенной атому при возбуждении, электрон может перейти на различные возбужденные орбиты.

При возвращении его на основную орбиту будут излучаться фотоны различной энергии, т. е. с различной частотой или длиной волны.

Каждой длине волны излучения соответствует линия в спектре, поэтому в спектре излучения атома водорода должно быть значительное число линий, расположение которых отражает энергетические уровни атома.

В спектре же газа, когда свет излучается громадным количеством атомов, будут присутствовать все возможные линии.

Еще до создания теории Н. Бора было установлено, что в спектре водорода имеются группы (серии) линий, расположение которых подчинено определенным закономерностям.

Например, четыре линии в видимой части спектра вместе с линиями в близкой ультрафиолетовой части составляют серию Бальмера. Частоты всех линий этой серии можно выразить общей формулой: 

v = R ((1/2²) — (1/n²))

где R — постоянная, равная 3,29•10¹⁵ сек^-1, а п — переменное число, которое может принимать значение 3, 4, 5 и т. д.

Имеются и другие серии, например серия Лаймана в ультрафиолетовой части спектра, серии Пашена, Брекета и другие — в инфракрасной, частоты которых также могут быть выражены соответствующими формулами.

Расчеты частоты колебаний атомов водорода

Н. Бор произвел расчеты, в которых связал частоту колебаний, соответствующую длинам волн линий этих серий, с возможными в атоме водорода переходами между энергетическими уровнями.

На рис. 3 приведена диаграмма, в которой сопоставлены график распределения энергетических уровней (в), схема возможных переходов электрона (а), а также расположение линий в спектре (б). 

При переходе электрона с любой возбужденной орбиты на основную разность энергетических уровней наибольшая, фотоны имеют наиболее короткую длину волны и излучение лежит в ультрафиолетовой области (серия Лаймана).

При аналогичном переходе электрона на первую возбужденную орбиту разность энергетических уровней меньше, спектральные линии относятся к видимой части спектра (серия Бальмера).

При переходе электрона на вторую возбужденную орбиту энергия фотонов еще меньше и излучение лежит в инфракрасной области (серия Пашена и др.).

Таким образом, теория Бора получила полное подтверждение в установленных экспериментально спектральных закономерностях.

Статья на тему Теория Бора

Найти изменение потенциальной энергии электрона, если электрон переместился в ускоряющем…