Номер 1, страница 223 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Элементы квантовой физики. Параграф 44. Модель атома водорода. Задания и упражнения - номер 1, страница 223.

Условие.

1. Чему равна энергия системы, если электрон не связан (не взаимодействует) с атомом и его кинетическая энергия равна нулю?

Решение.

1. Дано:

Электрон не связан с атомом (не взаимодействует).
Кинетическая энергия электрона $E_k = 0$.

Найти:

Энергия системы $E_{сис}$ - ?

Решение

Полная энергия системы, состоящей из атома и электрона, представляет собой сумму кинетической энергии электрона ($E_k$) и потенциальной энергии его взаимодействия с атомом ($E_p$).

$E_{сис} = E_k + E_p$

В атомной физике за нулевой уровень энергии принято состояние, в котором электрон находится на бесконечно большом расстоянии от атома и, следовательно, не взаимодействует с ним. В этом случае потенциальная энергия их взаимодействия считается равной нулю. Таким образом, из условия, что электрон не связан с атомом, следует, что $E_p = 0$.

По условию задачи, кинетическая энергия электрона, то есть энергия его движения, также равна нулю: $E_k = 0$. Это означает, что электрон покоится относительно атома.

Следовательно, полная энергия системы будет равна:

$E_{сис} = E_k + E_p = 0 + 0 = 0$

Этот нулевой уровень энергии является границей между связанными состояниями электрона в атоме (когда его полная энергия отрицательна) и свободными состояниями (когда его полная энергия положительна).

Ответ: Энергия системы равна нулю.