दो α-कणों के बीच कार्य करने वाला बल कितना होगा यदि उनके बीच की दूरी 3.2 × 10^-15 m है?

अवधारणा:

• कूलम्ब का नियम: जब q1 और q2 के आवेश के दो आवेशित कणों को एक दूसरे से दूरी r पर रखा जाता है तो उनके बीच विद्युत बल दोनों कणों के आवेशों के गुणनफल के समान आनुपातिक होता है और उनके बीच की दूरी के वर्ग के विलोम आनुपातिक होता है।

बल (F) ∝ q1 × q₂
\(F \propto \frac{1}{{{r^2}}}\)
\(F = K\frac{{{q_1} × {q_2}}}{{{r^2}}}\)
जहाँ K एक स्थिरांक है  = 9 × 109 Nm2/C2
गणना:

दिया गया है

दो α कण हैं, इसलिए दोनों पर आवेश बराबर हैं: q1 = q2 = q

एक अल्फा कण पर आवेश= q = + (2 × एक इलेक्ट्रॉन पर आवेश) = +2e 

q = q₁ = q₂ = 2 × 1.6 × 10^-19 C

उनके बीच की दूरी (r) = 3.2 × 10-15 m

\(F = K\frac{{{q^2}}}{{{r^{2\;}}}} = \frac{9\times 10^9 \times (2 \times 1.6 \times 10^{-19})^2}{(3.2\times 10^{-15})^2}\)

F = 90 N

दो अल्फा कणों के बीच का बल 90 N के बराबर होगा।
अतः विकल्प 4 सही है।