- •1. Закономерности излучения черного тела. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа.
- •2. Энергия и импульс фотона. Формула Планка для спектра излучения черного тела.
- •3. Квантовая теория фотоэффекта. Эффект Комптона.
- •4. Давление света. Опыты, подтверждающие давление света. Корпускулярно-волновой дуализм излучения.
- •5.Свойства волн де Бройля и их статистическая интерпретация. Эффект Рамзауэра. Опыт, подтверждающие волновые свойства микрочастиц.
- •6.Волновой пакет микрочастиц. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •7. Опыты Резерфорда по рассеянию α- частиц. Формула Резерфорда. Модель атома Резерфорда-Бора.
- •8.Закономерности в спектрах атома водорода. Серии Лаймана, Бальмера, Пшена. Комбинационный принцип Ритца
- •9. Дискретность квантовых состояний атома. Постулаты Бора. Опыты Франка-Герца.
- •10. Спонтанные и вынужденные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Спектральная плотность излучения.
- •11. Принципы работы лазера. Типы лазеров. Свойства лазерного излучения.
- •12. Волновая функция микрочастицы и ее свойства. Стационарное и нестационарное уравнение Шредингера.
- •14.Прохождение микрочастиц через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
- •15. Гармонический осциллятор. Квантово-механическое описание атома водорода.
- •17. Магнитный и механический моменты электронов. Спин. Опыты Штерна и Герлаха.
- •18.Результирующий механический момент многоэлектронного атома. J-j и l-s связь.
- •19. Нормальный и аномальный эффект Зеемана. Фактор Ланде.
- •20. Электронные оболочки атома и их заполнение. Принцип Паули. Правила Хунда.
- •21. Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра. Закон Мозли.
- •23. Одномерный кристалл Кронига-Пенни. Понятия о зонной теории. Распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Фермионы и бозоны.
- •25. Сверхпроводимость. Физические свойства сверхпроводников. Теория бкш. Высокотемпературная сверхпроводимость.
- •26. Свойства и характеристика ядер. Нейтрон и протон, их свойства. Энергия связи ядра.
- •27. Свойства и модель ядерных сил. Капельная модель ядра. Формула Вейцзеккера для энергии связи. Оболочечная модель ядра.
- •28.Искусственная и естественная радиоактивность. Основной закон радиоактивного распада. Активность. Правила смещения.
- •29. Основные закономерности α- распада. Туннельный эффект. Свойства α- излучения.
- •30. Основные закономерности β- распада и его свойства. Нейтрино. Электронный захват.
- •32. Получение трансурановых элементов. Основные закономерности реакций деления ядер.
- •33. Цепная реакция деления. Управляемая цепная реакция. Ядерный реактор.
- •34. Термоядерный синтез. Энергия звезд. Управляемый термоядерный синтез.
- •35. Источники и методы регистрации элементарных частиц. Типы взаимодействий и классы элементарных частиц. Античастицы.
- •36. Законы сохранения при превращениях элементарных частиц. Понятие о кварках.
- •37. Физическое, химическое и биологическое воздействие ионизирующего излучения.
- •38. Дозы ионизирующих излучений и единицы их измерений. Радиационная безопасность.
14.Прохождение микрочастиц через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
Туннельный эффект — прохождение частицы (или системы) сквозь область пространства, пребывание в которой запрещено классической механикой. Наиболее известный пример такого процесса – прохождение частицы сквозь потенциальный барьер, когда её энергия Е меньше высоты барьера U. В классической физике частица не может оказаться в области такого барьера и тем более пройти сквозь неё, так как это нарушает закон сохранения энергии. Однако в квантовой физике ситуация принципиально другая. Квантовая частица не движется по какой-либо определенной траектории. Поэтому можно лишь говорить о вероятности нахождения частицы в определенной области пространства ∆p∆x≥ћ/2. При этом ни потенциальная, ни кинетическая энергии не имеют определенных значений в соответствии с принципом неопределенности. Допускается отклонение от классической энергии Е на величину ∆Е в течение интервалов времени ∆t. Возможность прохождения частицы сквозь потенциальный барьер обусловлена требованием непрерывной волновой функции на стенках потенциального барьера. Вероятность обнаружения частицы справа и слева связаны между собой соотношением, зависящим от разности E - U(x) в области потенциального барьера и от ширины барьера x1 - x2 при данной энергии.
С увеличением высоты и ширины барьера вероятность туннельного эффекта экспоненциально спадает. Вероятность туннельного эффекта также быстро убывает с увеличением массы частицы. Проникновение сквозь барьер носит вероятностный характер. Частица с Е < U₀, натолкнувшись на барьер, может либо пройти сквозь него, либо отразиться. Суммарная вероятность этих двух возможностей равна 1. Если на барьер падает поток частиц с Е < U, то часть этого потока будет просачиваться сквозь барьер, а часть – отражаться. Туннельное прохождение частицы через потенциальный барьер лежит в основе многих явлений ядерной и атомной физики: альфа-распад, холодная эмиссия электронов из металлов, явления в контактном слое двух полупроводников и т.д.
15. Гармонический осциллятор. Квантово-механическое описание атома водорода.
Квантовый гармонический осциллятор – аналитические выражения для энергии и волновых функций первых трех квантовых состояний: , =0,1,2,3… exp(-α2x2/2), xexp(-α2x2/2), (2α2x2-1)exp(-α2x2/2), где ω – циклическая частота колебаний, - колебательное квантовое число, А0,А1,А2 – нормировочные коэффициенты; α2 = . Решение уравнения Шрёдингера для атома водород: Так как потенциальная функция электрона в атоме водорода имеет вид U(r)=-e2/r где e — заряд электрона (и протона), r — радиус-вектор, то уравнение Шрёдингера запишется следующим образом: ∆Ψ(x,y,z,t) +2m/ћ2*(E+e2/r)*Ψ(x,y,z,t)=0 где Ћ=h/2π ; m – масса электрона; ∆ - оператор Лапласа;E — полная энергия электрона, в котором она движется, Ψ(x,y,z,t) – волновая функция электрона
16. Энергетический уровень — собственные значения энергии квантовых систем, то есть систем, состоящих из микрочастиц (электронов, протонов и других элементарных частиц) и подчиняющихся законам квантовой механики. Каждый уровень характеризуется определённым состоянием системы. дублет — двойные линии в спектрах атомов (или ионов) с одним внешним электроном (например, в спектрах щелочных металлов). Это вызвано спин-орбитальным взаимодействием — в квантовой физике взаимодействие между движущейся частицей и её собственным магнитным моментом, известным как спин. Наиболее часто встречающимся примером такого взаимодействия является взаимодействие электрона, находящегося на одной из орбит в атоме, с собственным спином