Для нахождения силы отталкивания двух электронов в вакууме можно воспользоваться законом Кулона, который описывает взаимодействие между двумя зарядами. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула закона Кулона выглядит следующим образом:
[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах, Н),
- ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины зарядов (в кулонах, Кл),
- ( r ) — расстояние между зарядами (в метрах, м),
- ( k ) — коэффициент пропорциональности, равный ( 8.988 \times 10^9 ) Н·м²/Кл² в вакууме.
Электрон имеет заряд ( q = -1.602 \times 10^{-19} ) Кл. Поскольку заряды электронов одинаковы и являются отрицательными, они будут отталкиваться. Подставим значения:
[ q_1 = q_2 = -1.602 \times 10^{-19} ] Кл,
[ r = 2 \times 10^{-8} ] см ( = 2 \times 10^{-10} ) м (поскольку 1 см = 0.01 м),
[ k = 8.988 \times 10^9 ] Н·м²/Кл².
Теперь подставим все в формулу:
[ F = 8.988 \times 10^9 \frac{(1.602 \times 10^{-19})^2}{(2 \times 10^{-10})^2} ]
[ F = 8.988 \times 10^9 \frac{2.5664 \times 10^{-38}}{4 \times 10^{-20}} ]
[ F = 8.988 \times 10^9 \times 6.416 \times 10^{-19} ]
[ F \approx 5.76 \times 10^{-9} ] Н.
Таким образом, сила отталкивания между двумя электронами на расстоянии (2 \times 10^{-8}) см в вакууме составляет приблизительно (5.76 \times 10^{-9}) ньютонов.