Question

已知氫核（質子）的質量是1.67×10^-27kg，電子的質量9.1×10^-31kg，在氫原子內它們之間的最短距離為5.3×10^-11m，試比較氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力．
（已知引力常量G=6.7×10^-11N?m²/kg²，靜電力常量k=9.0×10⁹N?m²/C²）

Answer 1

分析：該題根據題目給出的數據，應用庫侖定律和萬有引力定律直接計算，再進行比較．

解答：解：氫核與電子所帶的電荷量都是e=1.6×10^-19C
氫原子中氫核與電子之間的庫侖力：F庫=k

q1q2

r2

=9.0×109× (1.6×10-19)×(1.6×10-19) (5.3×10-11)2 N

=8.2×10-8N

氫核與電子之間的萬有引力：F引=G

m1m2

r2

=6.7×10-11×

(1.67×10-27)×(9.1×10-31)

(5.3×10-11)2

=3.6×10^-47N
氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力的比值：

F電

F引

=2.3×1039
答：氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力的比值為2.3×10³⁹．

點評：該題將庫侖定律與萬有引力定律計算出的電子與質子之間的作用力比較，先進行計算后比較即可．屬于基礎題目．