11 класс Квантовая физика

ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p298.3: Квантовая физика

Физика — Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; под редакцией Парфентьевой Н.А.

Артём Савельев, преподаватель физики Шпаргача обновлено 8 сентября 2026

← p298.2 p298.8 →

Условие

Рассчитайте напряжённость и потенциал поля ядра атома водорода на расстоянии, соответствующем первой боровской орбите.

Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.

Пошаговое решение

План решения

Для расчёта напряжённости и потенциала электрического поля ядра атома водорода на расстоянии первой боровской орбиты необходимо использовать формулы электростатики для точечного заряда. Ядро атома водорода (протон) имеет заряд +e, где e≈1,6·10^-19 Кл. Расстояние до первой боровской орбиты равно радиусу Бора r₁≈5,29·10^-11 м.

Напряжённость поля E создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r вычисляется по закону Кулона: E=k|q|/r² Потенциал поля φ в данной точке равен: φ=kq/r где k≈9·10⁹ Н·м²/Кл ² — коэффициент пропорциональности в законе Кулона.

Вычисления

1. Рассчитаем напряжённость поля E. Подставим известные значения:

E=9·10⁹·1,6·10^-19/(5,29·10^-11)²

Сначала возведём знаменатель в квадрат:

(5,29·10^-11)²≈28,0·10^-22=2,8·10^-21 м²

Теперь выполним деление:

E=9·1,6·10⁹·10^-19/2,8·10^-21=14,4·10^-10/2,8·10^-21≈5,14·10¹¹ В/м

2. Рассчитаем потенциал поля φ. Подставим значения:

φ=9·10⁹·1,6·10^-19/5,29·10^-11

Выполним умножение числителя:

9·1,6=14,4 14,4·10⁹·10^-19=14,4·10^-10

Разделим на знаменатель:

φ=14,4·10^-10/5,29·10^-11=14,4/5,29·10¹≈2,72·10=27,2 В

Проверка и вывод

Полученные значения имеют правильный порядок величины для атомных масштабов. Напряжённость порядка 10¹¹ В/м является типичной для внутриатомных полей. Потенциал около 27 В также согласуется с энергией связи электрона в основном состоянии атома водорода (потенциальная энергия взаимодействия равна -eφ≈-27 эВ, что близко к удвоенной энергии основного состояния -13,6 эВ согласно вириальной теореме). Ответы округлены до трёх значащих цифр.

Ответ

E ≈ 5{,}14 · 10^{11} В/м; φ ≈ 27{,}2 В

Использованы стандартные константы: заряд протона e=1.6e-19 Кл, радиус Бора r=5.29e-11 м, постоянная Кулона k=9e9. Расчёт выполнен последовательно для E и phi.

Как решение?

Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.

Подробность

У вас другое условие?

Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.

Решить по фото

Частые вопросы

Это точный номер p298.3 из моего учебника?

Номер совпадает с учебником «Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.

Какой ответ в задании p298.3?

Краткий ответ: E ≈ 5,14 · 10^11 В/м; φ ≈ 27,2 В.

Как пользоваться этим разбором?

Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.

Какой учебник имеется в виду?

«Физика», Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М.; под редакцией Парфентьевой Н.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: Квантовая физика.

Можно ли списать ответ без решения?

Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.