Билеты за 5 семестр

Вопросы к курсу общей физики для 5-го семестра.

1. Тепловое излучение.

2. Испускательная и поглощательная способность тел. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.

3. Связь равновесной плотности энергии теплового излучения с энергетической светимостью абсолютно черного тела. Закон Стефана-Больцмана и закон смещения Вина.

4. Стоячие волны в одномерном и трехмерном прямоугольном резонаторе с идеально отражающими стенками. Число волн в заданном интервале волновых чисел и частотном интервале. Формула Рэлея-Джинса.

5. Статистическое среднее значение энергии гармонического осциллятора (классическое и квантовое выражения). Формула Планка. Вывод закона Стефана-Больцмана из формулы Планка.

6. Фотоэффект. Опыты Столетова, Ленарда и Томсона. Формула Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта.

7. Опыт Боте. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение между волновой и корпускулярной картинами.

8. Опыты Комптона. Эффект Комптона. Вывод формулы для смещения длины волны Комптоновская длина волны.

9. Атомные спектры. Спектральные серии атома водорода. Спектральные термы.

10. Опыты по рассеянию альфа-частиц. Формула Резерфорда. Ядерная модель атома.

11. Постулаты Бора. Опыт Франка-Герца.

12. Элементарная боровская теория водородного атома. Вывод обобщенной формулы Бальмера. Недостатки теории Бора.

13. Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де-Бройля. Экспериментальные основания квантовой механики. Опыты Девиссона и Джермера. Формула Брэгга-Вульфа.

14. Прохождение пучка микрочастиц (электронов) через одну и две щели. Неприменимость понятия траектории к микрочастицам. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Неопределенность энергии. Опыт со щелью. Оценка размеров и минимальной энергии водородного атома.

15. Уравнение Шредингера. Пси-функция свободной частицы. Физический смысл пси-функции.

16. Квантование энергии. Частица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме. Спектры энергии.

17. Результаты квантовой механики для гармонического осциллятора. Условия, налагаемые на изменение квантового числа

18. Квантование модуля момента импульса микрочастицы. Правило определение модуля суммы моментов нескольких частиц.

19. Квантование проекции момента импульса. Правило определения проекции результирующего момента нескольких частиц.

20. Результаты квантовой механики для атома водорода. Квантовые числа электрона в атоме. Вырождение состояний. Кратность вырождения.

21. Электроны с различными значениями момента импульса. Символы состояний. Схема уровней. Правила отбора для радиационных переходов. Обозначения серий.

22. Спектры щелочных металлов. Снятие вырождения по азимутальному квантовому числу. Момент импульса атомного остатка. Обозначения термов. Выражения для определения термов щелочных металлов. Частоты спектральных серий.

23. Мультиплетность спектров. Собственный механический и магнитный моменты электрона. Магнетон Бора. Проекция собственного магнитного момента электрона на заданное направление. Полный механический момент электрона M_j. Спин-орбитальное взаимодействие. Дублетная структура линий атома натрия.

24. Результирующий момент многоэлектронного атома. Виды связей. Символы термов в случае L-S связи.

25. Магнитный момент атома. Гиромагнитное отношение. Множитель Ланде ( без вывода).

26. Нормальный и аномальный эффекты Зеемана.

27. Принцип Паули. Заполнение электронных оболочек. Электронные конфигурации.

28. Тормозное рентгеновское излучение. Коротковолновая граница тормозного спектра. Характеристическое рентгеновское излучение. Спектральные серии. Схема возникновения серий. Закон Мозли.

29. Двухатомная молекула с гомеополярной связью. Энергия связи. Виды энергий молекулы. Схема энергетических уровней.

30. Ширина спектральных линий. Спонтанное и вынужденное излучение. Коэффициенты Эйнштейна. Лазеры. Инверсная заселенность.

31. Теплоемкость кристаллической решетки. Модель Эйнштейна. Модель Дебая. Фононы. Распределение Бозе-Эйнштейна.

32. Квантовая мотель свободных электронов в металлах. Число состояний с энергией в интервале. Распределение Ферми-Дирака.

33. Энергетические зоны в кристаллах. Диэлектрики, металлы, полупроводники. Собственные и примесные полупроводники. Понятие дырки.

34. Состав атомного ядра. Атомный номер и массовое число. Изотопы. Размеры атомного ядра. Масса и энергия связи. Дефект массы. Оболочечная и капельная модели.