a) Công mà ta phải tốn trong sự ion hoá nguyên tử hiđrô đã làm tăng năng lượng toàn phần của hệ êlectron và hạt nhân hiđrô (bao gồm động năng của êlectron và thế năng tương tác giữa êlectron và hạt nhân).
Vì năng lượng toàn phần ở xá'vô cực bằng không nên năng lượng toàn phần của hộ lúc ban đầu, khi chưa bị ion hoá, sẽ có độ lớn bằng năng lượng ion hoá, nhưng ngược dấu :
\(W_{tp} = -W_{ion} = -13,53 eV\)
\(= - 13,53.1,6.10^{-19}= -21,65.10^{-19} J\)
b) Năng lượng toàn phần của hệ gồm động năng của electron và thế năng tương tác giữa electron và hạt nhân :
\({{\rm{W}}_{tp}} = {{\rm{W}}_d} + {{\rm{W}}_t} = \dfrac{mv^2}{2} + {{\rm{W}}_t}\) (1)
Thế năng Wt của electron trong điện trường của hạt nhân có giá trị âm. Chắc chắn độ lớn của Wt lớn hơn độ lớn của động năng, nên năng lượng toàn phần có giá trị âm.
Lực điện do hạt nhân hút electron đóng vai trò lực hướng tâm :
\(k{\dfrac{|e^2|}{r^2}} = \dfrac{mv^2}{r}\)
Động năng của electron là :
\({{\rm{W}}_đ} = \dfrac{mv^2}{2} = k{\dfrac{|e^2|}{2r}} = {21,78.10^{ - 19}}J\)
Thế năng của electron là :
\(\eqalign{
& {W_t} = {{\rm{W}}_{tp}} - {{\rm{W}}_d} \approx - {21,65.10^{ - 19}} - {21,78.10^{ - 19}} = - {43,43.10^{ - 19}}J \cr
& \cr} \)
c) Ta có hệ thức Wt= - V.e hay \(V = - \dfrac{W_t}{e}\)
với Wt = - 43,43.10-19 J và -e = -1.6.10-19 C thì V = 27,14.
V là điện thế tại một điểm trên quỹ đạo của electron.