हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन एवं प्रोटॉन के मध्य गुरुत्वाकर्षण, कूलॉम-आकर्षण से लगभग $10^{-40}$ के गुणक से कम है। इस तथ्य को देखने का एक वैकल्पिक उपाय यह है कि यदि इलेक्ट्रॉन एवं प्रोटॉन गुरुत्वाकर्षण द्वारा आबद्ध हों तो किसी हाइड्रोजन परमाणु में प्रथम बोर कक्षा की त्रिज्या का अनुमान लगाइए। आप मनोरंजक उत्तर पाएँगे।
Radius of the first Bohr orbit is given by the relation,
$r_{1}=\frac{4 \pi \epsilon_{0}\left(\frac{h}{2 \pi}\right)^{2}}{m_{e} e^{2}}\dots(i)$
Where,
$\epsilon_{0}=$ Permittivity of free space
$h=$ Planck's constant $=6.63 \times 10^{-34}\, Js$
$m_{e}=$ Mass of an electron $=9.1 \times 10^{-31} \,kg$
$e=$ Charge of an electron $=1.9 \times 10^{-19}\, C$
$m_{p}=$ Mass of a proton $=1.67 \times 10^{-27} \,kg$
$r=$ Distance between the electron and the proton
Coulomb attraction between an electron and a proton is given as
$F_{c}=\frac{e^{2}}{4 \pi \epsilon_{0} r^{2}}\dots(ii)$
Gravitational force of attraction between an electron and a proton is given as
$F_{G}=\frac{G m_{p} m_{e}}{r^{2}}\dots(iii)$
Where,
$G=$ Gravitational constant $=6.67 \times 10^{-11} \,Nm ^{2} / kg ^{2}$
The electrostatic (Coulomb) force and the gravitational force between an electron ahd a proton are equal, then we can write
$\therefore F_{G}=F_{C}$
$\frac{G m_{p} m_{e}}{r^{2}}=\frac{e^{2}}{4 \pi \epsilon_{0} r^{2}}$
$\therefore \frac{e^{2}}{4 \pi \epsilon_{0}}=G m_{p} m_{e}\dots(iv)$
Putting the value of equation $(iv)$ in equation $(i),$ we get
$r_{1}=\frac{\left(\frac{h}{2 \pi}\right)^{2}}{G m_{p} m_{e}^{2}}$
$=\frac{\left(\frac{6.63 \times 10^{-34}}{2 \times 3.14}\right)^{2}}{6.67 \times 10^{-11} \times 1.67 \times 10^{-27} \times\left(9.1 \times 10^{-31}\right)^{2}}$$\approx 1.21 \times 10^{29} \,m$
It is known that the universe is $156$ billion light years wide or $1.5 \times 10^{27} \,m$ wide. Hence, we can conclude that the radius of the first Bohr orbit is much greater than the estimated size of the whole universe.
$\frac{1}{2} m v^{2}$ ऊर्जा का एक अल्फा कण-नाभिक, $Z e$ आवेश के एक भारी नाभिकीय लक्ष्य पर टकराता है। अल्फा-नाभिक के लिये समीपतम पहुँचने की दूरी, निम्नांकित में किसके अनुक्रमानुपाती होगी?
हाइड्रोजन के स्पेक्ट्रम में लाइमन तथा बामर श्रेणी की सर्वाधिक लम्बी तरंगदैर्ध्यो का अनुपात होगा है
रदरफोर्ड के प्रकीर्णन प्रयोग में $\alpha $ प्रकीर्णन की स्थिति में संघट्ट प्राचल $b = 0$ के लिये सही कोण .....$^o$ होगा
मान लीजिए कि स्वर्ण पन्नी के स्थान पर ठोस हाइड्रोजन की पतली शीट का उपयोग करके आपको ऐल्फा-कण प्रकीर्णन प्रयोग दोहराने का अवसर प्राप्त होता है। (हाइड्रोजन $14 K$ से नीचे
एक आयनित हीलियम परमाणु में इलेक्ट्रॉन का त्वरण एवं हाइड्रोजन परमाणु में इलेक्ट्रॉन के त्वरण का अनुपात है