Ein Elektron umkreise ein Proton in einem Abstand von 5,3 E-11 m.
a) Erläutern Sie, warum und unter welchen Bedingungen sich diese Kreisbahn ergeben kann.
b) Berechnen Sie die Anziehungskraft zwischen Elektron und Proton.
c) Berechnen Sie die Geschwindigkeit, mit der das Elektron das Proton umkreist. Geben Sie diese auch in Prozent der Lichtgeschwindigkeit an.
d) Bei genauerer Betrachtung kreisen Elektron und Proton um einen gemeinsamen Schwerpunkt. Berechnen Sie den Abstand des Schwerpunktes vom Proton und vergleichen Sie ihn mit der Größe eines Protons.
e) Betrachtet man das Atom von der Seite, so sieht man einen schwingenden Dipol. Berechnen Sie seine Frequenz. Welchem Bereich des elektromagnetischen Spektrums entspricht dies?
f) Diskutieren Sie:
- Welchen Einfluss haben Gravitation und Relativität auf die vorherigen Überlegungen?
- Wie verändern sich Geschwindigkeit und Frequenz, wenn man den Radius verändert?
- Welche Veränderungen muss man bei einem Heliumatom in die Berechnungen einbauen?
