(Originais Teachy 2023) - Frage Einfach von Physik

Im Bohr-Modell des Wasserstoffatoms umkreisen die Elektronen den Atomkern in stabilen Bahnen, deren Radien durch eine Gleichung bestimmt werden, die das Plancksche Gesetz, die Elektronenladung, die Permittivität des Vakuums und die elektrostatistische Kraft zwischen dem Elektron und dem Proton berücksichtigt. Aus der Quantenmechanik wissen wir, dass die Energieniveaus diskret und quantisiert sind, dargestellt durch positive ganze Zahlen n, wobei n = 1, 2, 3,... ist und den verschiedenen Schalen des Atoms entsprechen. Betrachten Sie ein Elektron im Wasserstoffatom in seiner äußersten zulässigen Bahn, also in der Bahn mit dem höchsten möglichen Wert von n. Bestimmen Sie den Radius der Bahn des Elektrons in Abhängigkeit von n und den erforderlichen physikalischen Konstanten. Verwenden Sie dazu die Bohr-Gleichung zur Berechnung des elektronischen Bahnradien und präsentieren Sie die vollständigen Schritte Ihrer Überlegungen, einschließlich der Darstellung der Planckschen Konstante und der Werte der relevanten physikalischen Konstanten. Diskutieren Sie anschließend kurz, wie die Quantenmechanik das Bohr-Modell des Wasserstoffatoms generalisiert, wobei die wellenartige Natur des Elektrons und das Unschärfeprinzip von Heisenberg berücksichtigt werden.