- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Часть I. Общие теоретические сведения курса «основы квантовой механики, атомной и ядерной физики».
- •§1.1. Тепловое излучение. Квантовая природа излучения
- •Формула Планка
- •§1.2. Фотоэффект. Давление света
- •Энергия, масса и импульс фотона. Давление света.
- •§1.3 Двойственная природа электромагнитного излучения вещества
- •Корпускулярно – волновая двойственность свойств света
- •Соотношение неопределенностей Гейзенберга
- •§1.4 Уравнения шредингера. Простейшие случаи движения микрочастиц
- •Условие нормировки вероятностей и самой ψ - функции
- •Уравнение Шредингера
- •В случае, когда -функция не зависит от времени , она удовлетворяетстационарному уравнению Шредингера
- •Одномерное уравнение Шредингера для стационарных состояний
- •Движение свободной частицы
- •Частица в одномерной потенциальной яме бесконечной глубины
- •§1.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
- •Принцип Паули
- •Уровни энергии двухатомных молекул
- •§1.6 Физика твердого тела
- •Некоторые сведения о квантовой физике твердых тел
- •Распределение Ферми – Дирака имеет вид
- •Теплоемкость кристаллов по Дебаю
- •Понятие о фононах.
- •§1.7 Ядерная физика
- •Активностью а нуклида (общее название атомных ядер, отличающихся числом протонов z и нейтронов n) в радиоактивном источнике называется число распадов, происходящих с ядрами образца в 1с
- •Условие равновесия изотопов в радиоактивном семействе
- •Часть II. Примеры решения задач
- •§2.1. Тепловое излучение. Квантовая природа излучения
- •Решение
- •Решение Энергия с единицы площади поверхности в единицу времени
- •Решение
- •Решение Вычислим энергию фотона по формуле
- •§2.2. Фотоэффект. Давление света
- •Решение
- •Подстановка числовых значений даёт
- •Решение
- •Решение
- •При комптоновском рассеянии длина волны меняется на величину
- •Импульс выразим через длину волны де Бройля
- •1) Определим неопределенность скорости пылинки. Согласно принципу неопределенностей
- •Подставим в (2.51) числовые значения и найдем значение скорости пылинки
- •§2.4 Уравнения шредингера. Простейшие случаи движения микрочастиц
- •Ответ: .
- •Решение
- •Подставим в (2.55) числовые значения, получим
- •§2.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
- •Решение
- •Решение
- •Кинетическая энергия вращения молекулы водорода определяется по формуле
- •Решение
- •§2.6 Физика твердого тела
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •§2.7 Ядерная физика
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Часть III. Контрольные вопросы и задачи для самоподготовки
- •§3.1. Тепловое излучение. Квантовая природа излучения
- •§3.2. Фотоэффект. Давление света
- •§3.3 Двойственная природа электромагнитного излучения вещества
- •§3.4 Уравнения шредингера. Простейшие случаи движения микрочастиц
- •§3.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
- •§3.6 Физика твердого тела
- •§3.7 Ядерная физика
- •Продолжение таблицы а.1
- •Приложение б
- •Приставки к единицам си
- •Некоторые основные физические постоянные
- •Продолжение таблицы б.2
- •Некоторые характеристики Солнца, Земли и Луны
- •Работа выхода (а) электронов из металлов
- •Длины волн некоторых спектральных линий
- •Шкала электромагнитных излучений
- •Изотопный состав элементов
Некоторые характеристики Солнца, Земли и Луны
№ |
Физические параметры |
Солнце |
Земля |
Луна |
Единица измерения |
1 |
Масса |
1,97·1030 |
5,96·1024 |
7,33·1022 |
кг |
2 |
Радиус |
6,95·108 |
6,37·106 |
1,74·106 |
м |
3 |
Средняя плотность |
1400 |
5518 |
3350 |
кг/м3 |
4 |
Среднее расстояние от центра Земли |
1,496·108 |
- |
384440 |
км |
Таблица Б.4
Работа выхода (а) электронов из металлов
№ |
Металл |
А, эВ |
№ |
Металл |
А, эВ | |
1 |
Алюминий |
3,74 |
10 |
Натрий |
2,27 | |
2 |
Вольфрам |
4,5 |
11 |
Никель |
4,84 | |
3 |
Железо |
4,74 |
12 |
Платина |
5,29 | |
4 |
Золото |
4,68 |
13 |
Ртуть |
4,52 | |
5 |
Калий |
2,0 |
14 |
Рубидий |
2,13 | |
6 |
Литий |
2,4 |
15 |
Серебро |
4,74 | |
7 |
Магний |
3,46 |
16 |
Тантал |
4,07 | |
8 |
Медь |
4,47 |
17 |
Цезий |
1,97 | |
9 |
Молибден |
4,2 |
18 |
Цинк |
3,74 |
Таблица Б.5
Длины волн некоторых спектральных линий
№ |
Вещество |
Обозначение |
λ, нм |
№ |
Вещество |
Обозначение |
λ, нм |
1 |
Кальций |
Ca |
393,3666 |
19 |
Таллий |
Tl |
535,046 |
2 |
Кальций |
Ca |
396,8468 |
20 |
Ртуть |
Hg |
546,0740 |
3 |
Ртуть |
Hg |
404,6561 |
21 |
Ртуть |
Hg |
576,9596 |
4 |
Водород |
H |
410,1735 |
22 |
Ртуть |
Hg |
579,0654 |
5 |
Кальций |
Ca |
422,6728 |
23 |
Гелий |
He |
587,5618 |
6 |
Железо |
Fe |
430,7905 |
24 |
Натрий |
Na |
588,9953 |
7 |
Водород |
H |
434,0465 |
25 |
Натрий |
Na |
589,5923 |
8 |
Ртуть |
Hg |
435,8343 |
26 |
Литий |
Li |
610,3642 |
9 |
Железо |
Fe |
438,3547 |
27 |
Цинк |
Zn |
636,2347 |
10 |
Кадмий |
Cd |
441,463 |
28 |
Кадмий |
Cd |
643,84696 |
11 |
Гелий |
He |
447,1477 |
29 |
Водород |
H |
656,2725 |
12 |
Стронций |
Sr |
460,7331 |
30 |
Гелий |
He |
667,8149 |
13 |
Железо |
Fe |
468,02983 |
31 |
Литий |
Li |
670,7844 |
14 |
Кадмий |
Cd |
479,9914 |
32 |
Кислород |
O |
686,72 |
15 |
Водород |
H |
486,1327 |
33 |
Гелий |
He |
706,5188 |
16 |
Гелий |
He |
492,1929 |
34 |
Кислород |
O |
760,82 |
17 |
Кадмий |
Cd |
508,5824 |
35 |
Калий |
K |
766,4907 |
18 |
Железо |
Fe |
527,03602 |
36 |
Калий |
K |
769,8979 |
Таблица Б.6
Шкала электромагнитных излучений
№ |
Частота, Гц |
Длина волны, м |
Диапазон |
Основные источники возбуждения |
1 |
10-3 - 103 |
3·1011 - 3·105 |
Низкочастотные (сверхдлинные волны) |
Генераторы, генераторы промышленных частот, генераторы звуковых частот |
2 |
103 – 1012 |
3·105 - 3·10-4 |
Радиоволны |
Генераторы радиочастот, генераторы сверхвысоких частот |
3 |
1012 - 4·1014 |
3·10-4 - 8·10-7 |
Инфракрасное излучение |
Излучение молекул и атомов при тепловых и электрохимических воздействиях |
4 |
4·1014 - 8·1014 |
8·10-7 - 4·10-7 |
Видимое излучение | |
5 |
8·1014 - 3·1017 |
4·10-7 - 10-9 |
Ультрафиолетовое излучение, мягкое рентгеновское излучение |
Излучение атомов при облучении вещества электронами с энергией до 15 кэВ |
6 |
3·1017 - 3·1020 |
10-9 – 10-12 |
Рентгеновское излучение, гамма - излучение |
Атомные процессы, которые возбуждаются электронами с энергиями от 20 до 100 МэВ |
7 |
3·1020 - 1023 |
10-12 - 3·10-15 |
Гамма - излучения |
Ядерные процессы, радиоактивные распады |
Примечание: Строгой границы между отдельными диапазонами электромагнитных волн не существует, соседние диапазоны частично «перекрывают» друг друга.
Таблица Б.7