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高中物理
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綜合題
1.
(2017·鎮(zhèn)江模擬)
微觀世界與宏觀世界往往存在奇妙的相似性.對(duì)于氫原子模型,因?yàn)樵雍说馁|(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量,可以忽略原子核的運(yùn)動(dòng),形成類似天文學(xué)中的恒星﹣行星系統(tǒng),記為模型Ⅰ.另一種模型認(rèn)為氫原子的核外電子并非繞核旋轉(zhuǎn),而是類似天文學(xué)中的雙星系統(tǒng),核外電子和原子核依靠庫(kù)侖力作用使它們同時(shí)繞彼此連線上某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),記為模型Ⅱ.已知核外電子的質(zhì)量為m,氫原子核的質(zhì)量為M,二者相距為r,靜電力常量為k,電子和氫原子核的電荷量大小均為e.
(1) 模型Ⅰ、Ⅱ中系統(tǒng)的總動(dòng)能分別用E
kⅠ
、E
kⅡ
表示,請(qǐng)通過(guò)定量計(jì)算來(lái)比較E
kⅠ
、E
kⅡ
的大小關(guān)系;
(2) 求模型Ⅰ、Ⅱ中核外電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T
Ⅰ
和T
Ⅱ
;
(3) 通常情況下氫原子的研究采用模型Ⅰ的方案,請(qǐng)分析這樣簡(jiǎn)化處理的合理性.
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