Question

將氫原子中電子的運動看作是繞固定的氫核做勻速圓周運動，已知電子的電量為e，質量為m。

(1)若以相距氫核無窮遠處為零勢能參考位置，則電子運動的軌道半徑為r時，原子的能量，其中K為靜電力恒量。試證明氫原子核在距核r處的電勢。

(2)在研究電子繞核運動的磁效應時，可將電子的運動等效為一個環形電流。現對一氫原子加上一外磁場，其磁感應強度大小為B，方向垂直電子的軌道平面，這時電子運動的等效電流用I₁表示，將外磁場反向，但磁感應強度大小為B，這時電子運動的等效電流用I₂表示，假設上述兩種情況下氫核的位置，電子運動的軌道平面及軌道半徑都不變，求外磁場反向前后電子運動的等效電流的差值，即等于多少？

Answer 1

（1）         （2）

   

解析:

(1)   

又∵ ∴

∴氫原子核在距核r處的電勢。

(2)   

∴