- •1)Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
- •2)Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Спектральный состав излучения черного тела. Закон смещения винта. Квантовая гипотеза и формула Планка.
- •3) Внешний фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Вольт-амперная характеристика внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
- •4)Эффект Комптона.
- •5) Масса и импульс фотона. Объяснение давления света с точки зрения волновых и корпускулярных представлений. Единство волновых и корпускулярных свойств света.
- •6)Модель атома Томсона и Резерфорда. Теория атома водорода по Бору. Постулаты Бора.
- •7)Линейчатый спектра атома водорода. Спектральные серии. Обобщенная формула Бальмера. Объяснение спектра атома водорода по Бору.
- •8)Корпускулярно-волновой дуализм свойств веществ. Гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Фазовая и групповая скорость волн де Бройля.
- •9)Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Соотношение неопределенности для энергии и времени. Принцип причинности в квантовой механике.
- •10) Вероятный смысл волн де Бройля. Волновая функция.
- •13) Частицы в одномерной прямоугольной потенциальной «яме». Волновая функция описывающая состояние такой частицы. Энергия частицы двигающаяся в потенциальной яме.
- •14) Потенциальный барьер бесконечной ширины. Прохождение частицы над и сквозь потенциальный барьер бесконечной ширины. Коэффициенты отражения и прохождения.
- •15) Потенциальный барьер конечной ширины. Туннельный эффект. Коэффициент прозрачности
- •16) Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике.
- •17) Водородоподобная система в квантовой механике. Квантовые числа. Энергия и спектр. Правила отбора.
- •19) Спин электрона. Опыты Штерна и Герлаха.
- •20) Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули.
- •21) Спектры атомов. Тонкая структура спектральных линий.
- •22) Нормальный и аномальный эффекты Зеемана. Электронный парамагнитный резонанс.
- •23) Излучение и поглощение света. Спонтанное и вынужденное излучение. Оптические квантовые генераторы.
- •24) Рентгеновские спектры. Закон Мозли.
- •25) Типы химических связей. Ионная и ковалентная связи. Теория ковалентной связи для молекулы водорода.
- •26) Молекулярные спектры. Закономерности в молекулярных спектрах.
- •27) Комбинационное рассеяние света.
1)Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
Тепловое
излучение-это излучение тел с температурой
отличной от абсолютного нуля, оно
является следствием хаотического
движения атомов и молекул из которых
состоит тело. Поскольку скорости атомов
лежат в диапазоне от 0 до ∞ то тепловое
излучение обладает сплошным спектром.
Энергия теплового излучения распределяется
по длинам волн не равномерно. Мощность
излучения с единицы площади поверхности
тела в интервале частот единичной ширины
при данной температуре называется
спектральной плотностью энергетической
светимости или спектральным излучением
Rν,T=dWν,ν+dν/dt
dSdν Дж/м2; Rν,T=
Rλ,T
λ2/c;
λ=c/ν.
Интегрально энергетическая светимость
это энергия излучения телом в единицу
времени с единицы площади RT=∫0∞
Rν,Tdν
Bт/м2; RT=Pизл/S;
Спектрально поглощающая способность
характеризует способность тел поглощать
энергию, она показывает какую долю
приносимой телу энергии поглощает тело
А= dWν,ν+dν/
dWν,ν+dν.
Поглощательные и излучательные
способности зависят от: природы тела
и его температуры, но различаются у
одного и того же тела при различных
частотах. При тепловом равновесии
количество излученной и поглощенной
энергии будет одинаково.
Тело которое поглощает всю падающую на него энергию называется абсолютно черным. Aν,T=1-абсолютно черное тело.
Закон Кирхгофа: Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела и является для всех тел универсальной функцией частоты и температуры. Rν,T/Aν,T=rν1,T; Эта функция называется универсальной функцией Кирхгофа и по своему физическому смыслу представляет собой спектральную плотность энергетической светимости абсолютно черного тела. Т.к. для реальных тел Аν,T<1 то Rν,T<rν,T т.е. черные тела при данной температуре излучают большее количество энергии чем другие тела. Если при данной температуре тело не поглощает энергию в данном диапазоне частот то оно её не излучает.
2)Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Спектральный состав излучения черного тела. Закон смещения винта. Квантовая гипотеза и формула Планка.
Тепловое излучение-это излучение тел с температурой отличной от абсолютного нуля, оно является следствием хаотического движения атомов и молекул из которых состоит тело. Поскольку скорости атомов лежат в диапазоне от 0 до ∞ то тепловое излучение обладает сплошным спектром. Энергия теплового излучения распределяется по длинам волн не равномерно. Мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины при данной температуре называется спектральной плотностью энергетической светимости или спектральным излучением Rν,T=dWν,ν+dν/dt dSdν Дж/м2; Rν,T= Rλ,T λ2/c; λ=c/ν. Интегрально энергетическая светимость это энергия излучения телом в единицу времени с единицы площади RT=∫0∞ Rν,Tdν Bт/м2; RT=Pизл/S;
Закон Стефана-Больцмана: Энергетическая светимость черного тела пропорциональна его термодинамической температуре в 4й степени Rэ=σТ4 σ=5,7*10-8 Вт/м2к4-Постоянная Больцмана. Rэ=аσТ4 а- коэфициент поглощения.
λmax=b/T b=2,9*10-3 мk-закон смещения винта: Длина волны на которую приходится максимальное количество излучаемой телом энергии обратно пропорциональна термодинамической температуре тела. 2й закон винта: Максимальная спектральная плотность энергетической светимости абсолютно черного тела пропорциональна 5-й степени его температуры rλmax=cT5 c=1,29*10-5 Вт/м3к5.
Квантовая гипотеза Планка: Атомы излучают энергию не непрерывно, а отдельными порциями. Энергия кванта пропорциональна частоте ε=hν h=6,63*10-34 Дж*с; ε=ħω; ħ=h/2П Поскольку тело состоит из большого числа атомов то энергия излучаемая телом кратна целому числу квантов энергии. Энергия атомов при одной и той же температуре не одинаково. Распределении энергии подчиняется закону изменения Больцмана. ε=nhν N=N0e-hν/kT С учетом этого Планк получил формулу позволяющую рассчитать спектральную плотность энергетической светимости черного тела во всём диапазоне частот при всех температурах и совпадающими с экспериментальными данными rν,T=2Пhν3/(ehν/kT-1)c2