Để tính độ lớn của lực tương tác giữa electron và hạt nhân trong mô hình nguyên tử hydrogen, chúng ta có thể sử dụng định luật Coulomb. Lực tương tác giữa hai điện tích được tính bằng công thức:
\[
F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}
\]
Trong đó:
- \( F \) là độ lớn của lực tương tác,
- \( k \) là hằng số Coulomb, có giá trị khoảng \( 8,99 \times 10^9 \, \text{N m}^2/\text{C}^2 \),
- \( q_1 \) và \( q_2 \) là điện tích của electron và hạt nhân (proton),
- \( r \) là khoảng cách giữa hai điện tích (bán kính quỹ đạo).
Điện tích của electron \( q_e = -1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \) và điện tích của proton \( q_p = +1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} \).
Bán kính quỹ đạo \( r = 0,53 \times 10^{-10} \, \text{m} \).
Bây giờ, chúng ta thay các giá trị vào công thức:
\[
F = k \cdot \frac{|q_e \cdot q_p|}{r^2}
\]
\[
F = 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{(1,6 \times 10^{-19})^2}{(0,53 \times 10^{-10})^2}
\]
Tính toán từng phần:
1. Tính \( (1,6 \times 10^{-19})^2 \):
\[
(1,6 \times 10^{-19})^2 = 2,56 \times 10^{-38}
\]
2. Tính \( (0,53 \times 10^{-10})^2 \):
\[
(0,53 \times 10^{-10})^2 = 0,2809 \times 10^{-20} = 2,809 \times 10^{-21}
\]
3. Thay vào công thức lực:
\[
F = 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{2,56 \times 10^{-38}}{2,809 \times 10^{-21}}
\]
4. Tính phần phân số:
\[
\frac{2,56 \times 10^{-38}}{2,809 \times 10^{-21}} \approx 9,1 \times 10^{-18}
\]
5. Cuối cùng, tính lực:
\[
F \approx 8,99 \times 10^9 \cdot 9,1 \times 10^{-18} \approx 8,19 \times 10^{-8} \, \text{N}
\]
Vậy độ lớn của lực tương tác giữa electron và hạt nhân là khoảng:
\[
\boxed{8,19 \times 10^{-8} \, \text{N}}
\]