परमाणु के एक प्रारंभिक मॉडल में इसे $Ze$ आवेश वाले धनात्मक बिंदु नाभिक के रूप में माना गया है,जो $R$ त्रिज्या तक ऋणात्मक आवेश के एक समान घनत्व से घिरा है। परमाणु समग्र रूप से उदासीन है। इस मॉडल के लिए,नाभिक से $r$ दूरी पर विद्युत क्षेत्र क्या है?

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) हल:
परमाणु के इस मॉडल के लिए आवेश वितरण चित्र में दर्शाया गया है। $R$ त्रिज्या के एकसमान गोलाकार आवेश वितरण में कुल ऋणात्मक आवेश $-Ze$ होना चाहिए,क्योंकि परमाणु (नाभिक का आवेश $Ze$ + ऋणात्मक आवेश) उदासीन है। यह हमें तुरंत ऋणात्मक आवेश घनत्व $\rho$ देता है,क्योंकि:
$\frac{4}{3} \pi R^{3} \rho = -Ze$
$\rho = -\frac{3Ze}{4 \pi R^{3}}$
नाभिक से $r$ दूरी पर स्थित बिंदु $P$ पर विद्युत क्षेत्र $E(r)$ ज्ञात करने के लिए,हम गॉस के नियम का उपयोग करते हैं। आवेश वितरण की गोलाकार समरूपता के कारण,विद्युत क्षेत्र $E(r)$ का परिमाण केवल त्रिज्यीय दूरी $r$ पर निर्भर करता है। इसकी दिशा मूल बिंदु से बिंदु $P$ तक के त्रिज्यीय सदिश के अनुदिश होती है। गॉसियन सतह नाभिक पर केंद्रित एक गोलाकार सतह है। हम दो स्थितियों पर विचार करते हैं: $r < R$ और $r > R$.
$(i)$ $r < R$: गोलाकार सतह द्वारा परिबद्ध विद्युत फ्लक्स $\phi = E(r) \times 4 \pi r^{2}$ है। गॉसियन सतह द्वारा परिबद्ध आवेश $q$ धनात्मक नाभिकीय आवेश और $r$ त्रिज्या के गोले के भीतर का ऋणात्मक आवेश है,अर्थात $q = Ze + \frac{4}{3} \pi r^{3} \rho$। आवेश घनत्व $\rho$ का मान प्रतिस्थापित करने पर,हमें $q = Ze - Ze \frac{r^{3}}{R^{3}}$ प्राप्त होता है। गॉस का नियम देता है $E(r) \times 4 \pi r^{2} = \frac{q}{\varepsilon_{0}}$,इसलिए $E(r) = \frac{Ze}{4 \pi \varepsilon_{0}} \left( \frac{1}{r^{2}} - \frac{r}{R^{3}} \right)$। विद्युत क्षेत्र त्रिज्यीय रूप से बाहर की ओर निर्देशित होता है।
$(ii)$ $r > R$: इस स्थिति में,गॉसियन गोलाकार सतह द्वारा परिबद्ध कुल आवेश शून्य है क्योंकि परमाणु उदासीन है। अतः,गॉस के नियम से,$E(r) \times 4 \pi r^{2} = 0$,जिसका अर्थ है कि $r > R$ के लिए $E(r) = 0$।

Explore More

Similar Questions

निम्नलिखित स्थितियों के लिए विद्युत क्षेत्र का व्यंजक प्राप्त कीजिए:
$(i)$ अनंत आकार की और समान आवेश वितरण वाली समतल शीट।
$(ii)$ समान आवेश वितरण वाली पतली गोलीय कोश के बाहर किसी बिंदु पर।
$(iii)$ समान आवेश वितरण वाली पतली गोलीय कोश के अंदर किसी बिंदु पर।

Difficult
View Solution

यदि वायुमंडलीय विद्युत क्षेत्र लगभग $150 \,V/m$ है और पृथ्वी की त्रिज्या $6400 \,km$ है,तो पृथ्वी की सतह पर कुल आवेश .......... कूलम्ब है।

दो समानांतर बड़ी पतली धातु की शीटों पर विपरीत चिन्हों के समान पृष्ठीय आवेश घनत्व $(\sigma = 26.4 \times 10^{-12} \, C/m^2)$ हैं। इन शीटों के बीच विद्युत क्षेत्र क्या है?

$Q$ कुल आवेश और $R$ त्रिज्या वाले एक समान रूप से आवेशित गोले के लिए,केंद्र से $r$ दूरी पर विद्युत क्षेत्र $E$ को आलेखित किया गया है। उपरोक्त के अनुरूप ग्राफ कौन सा होगा?

गॉस का नियम किसके कारण विद्युत क्षेत्र की आसान गणना में मदद कर सकता है?

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo