ウランの原子核が一様に帯電していると考える

ウランの原子核を一様に帯電した球として考えてみましょう。原子核の中心の電場ポテンシャルを決定するには、半径 R と電荷 Q のボールによって生成される電場ポテンシャルの公式を使用します。

V = Q / (4πε₀R)、

ここで、ε₀ は電気定数です。

コア半径 R=1 を取る10^-14 m とその電荷 Q=92e=147*10^-19 C であれば、原子核の中心の電場ポテンシャルを計算できます。

V = (14710^-19Кл) / (4π₀(110^-14m））。

したがって、電気定数の値 ε₀ = 8.85*10^-12 F/m は次のようになります。

V ≈ 2.26*10^22 V。

原子核の中心までの距離に対する電場強度の依存性をプロットするには、半径 r と電荷 Q のボール内部の電場強度の公式を使用します。

E = Qr / (4πε₀R^3)、

ここで、r はボールの中心からの距離です。

核半径 R と電荷 Q の値を代入すると、次のようになります。

E = (14710^-19Кл) * r / (4π₀(110^-14m)^3)。

電場の強さと原子核の中心までの距離のグラフを以下に示します。

原子核の中心に近づくにつれて電場強度が減少することがわかります。解決策についてご質問がある場合は、私にご連絡ください - お手伝いさせていただきます。

当社のデジタル製品は、ウラン原子核に関連する物理学問題に対する独自のソリューションです。当社の製品には、原子核の中心における電場のポテンシャルを決定するプロセスの詳細な説明と、原子核の中心までの距離に対する電場の強度の依存性のグラフが含まれています。ソリューションで使用されるすべての公式と法則は簡潔に説明されており、どのレベルのトレーニングでも簡単に理解できます。当社の製品は美しい HTML 形式で設計されており、どのデバイスでも資料を簡単に表示して学習できるようになります。これらすべてにより、当社の製品は物理学の指導や試験の準備に欠かせないアシスタントとなっています。

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この問題を解決するために、ウランの原子核を体積全体に均一に帯電した球体として考えました。コア半径 R=1 を取る10^-14 m とその電荷 Q=92e=14710^-19 C の場合、半径 R と電荷 Q のボールによって生成される電場のポテンシャルの公式: V = Q / (4πε₀R) を使用しました。ここで、ε₀ は電気定数です。半径と電荷の値を代入して、原子核の中心の電場ポテンシャルを取得しました: V ≈ 2.2610^22V。

次に、電場の強さと原子核の中心までの距離をプロットするために、半径 r と電荷 Q の球内の電場の強さの公式 E = Qr / (4πε₀R^3) を使用しました。ここで、r はボールの中心からの距離。原子核の半径 R と電荷 Q の値を代入すると、原子核の中心までの距離に応じた電場の強度の式が得られます。 E = (14710^-19Кл) * r / (4π₀(110^-14m)^3)。私たちは、原子核の中心からの距離に応じて電場強度が減少することを示すグラフを作成し、これを製品に提供しました。

当社の製品は美しい HTML 形式で設計されており、どのデバイスでも資料を簡単に表示して学習できるようになります。ソリューションで使用されるすべての公式と法則は簡潔に説明されており、どのレベルのトレーニングでも簡単に理解できます。このため、当社の製品は物理学の指導や試験の準備に欠かせないアシスタントとなっています。問題の解決についてご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。お手伝いさせていただきます。

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製品説明：

問題 30868 に基づいて、この問題の解決策を提案できます。まず、ウランの原子核を半径 R=1 の一様に帯電した球として考えてみましょう。10^-14 m、チャージ Q=92e=147*10^-19 C、ここで e は素電荷です。

原子核の中心における電場のポテンシャルを決定するには、次の式を使用します。

V = k * Q / R、

ここで、k はクーロン定数、Q は原子核の電荷、R は原子核の半径です。

値を代入すると、次のようになります。

V = 8.99 * 10^9 * 147 * 10^-19 / (1 * 10^-14) = 1.32 * 10^19 V。

したがって、ウラン核の中心の電場ポテンシャルは 1.32 * 10^19 V になります。

原子核の中心までの距離に対する電場の強度の依存性をプロットするには、次の式を使用します。

E = k * Q / r^2、

ここで、k はクーロン定数、Q は原子核の電荷、r は原子核の中心までの距離です。

値を代入すると、次のようになります。

E = 8.99*10^9*147*10^-19/r^2

0 から R までの r の値に対するこの依存関係をプロットしてみましょう。

グラフから、原子核の中心からの距離に応じて電場の強度が減少することがわかります。これは、荷電したボール内の場の分布に関する一般的な考え方と一致しています。

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