H atomunda protonun etrafında r yarıçaplı çembersel yörüngede dolanan elektronun, a.Potansiyel enerjisini bulunuz b.Toplam enerjisini bulunuz. c.Enerji negatif olurmu? Cevabınız evet ise açıklayınız.

Cevap: <br />a) Elektron ve proton arasındaki Coulomb kuvvetinin potansiyel enerjisi E_p = -k_e*q1*q2 / r formülü ile hesaplanır. Burada k_e Coulomb sabitesi (8.99 x 10^9 N m^2/C^2 ), q1 ve q2 yükler (1.6 x 10^-19 C) ve r mesafedir. Sonuç olarak potansiyel enerji E_p = -k_e * e^2 / r olarak bulunur.<br /><br />b) Elektronun kinetik enerjisi K = 1/2 m v^2 formülü ile bulunur, ancak elektronun hızını bilmediğimizden bu formül bize uygundur. Ancak kinetik ve potansiyel enerjilerin birbirlerine eşit olduğunu biliyoruz (virial teoremi), bu yüzden K = -E_p olacaktır. Bu durumda, toplam enerji E_net = K + E_p = 0'dır.<br /><br />c) Aslında atomun enerjisi negatif olabilir. Atomun enerjisi negatifse, elektronun çekirdeği terk etmesi için enerji gerekir. Yani, enerji negatif olduğunda, elektron atomun parçasıdır ve pozitif olduğunda, elektron atomdan ayrılır. Atomun enerjisi genellikle bağ enerjisi olarak adlandırılır ve bu, proton ve elektron arasındaki çekim enerjisinin mutlak değeridir. Bu yüzden, enerjinin negatif olabileceğini söyleyebiliriz.