1.Постулаты Бора

Первый постулат Бора(постулат стационарных состояний): существуют определенные дискретные стационарные состояния атома, находясь в которых, он не излучает энергию. Каждое стационарное состояние характеризуется определенным значением энергии. Из одного состояния в другое атом может переходить путем квантового перехода.

Правило квантования орбит Бора утверждает, что в стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по орбите, должен иметь квантованные значения момента импульса , удовлетворяющие для круговых орбит условию m_ev_nr_n =nħ, n=1.2.3... где m_e масса электрона; v_n его скорость на n-ой орбите радиусом r_n.

Второй постулат Бора(правило частот): излучение происходит только при переходе атома из одного стационарного состояния с большей энергией E_n в другое стационарное состояние с меньшей энергией E_{m .}Такой переход сопроваждается испусканием электромагнитного излучения с энергией ħω= E_n - E_m равной разности энергий соответствующих стационарных состояний. Возможен и обратный процесс, в котором атом переходит из одного стационарного состояния в другое, более высокое. При этом поглощается фотон с энергией, равной разности энергий этих стационарных состояний.

2.Сверхпроводимость

При средних температурах удельное электрическое сопротивление ρ чистых металлов прямо пропорционально их температуре. При низких Т величина ρ стремится к некоторому пределу называемому остаточным сопротивлением металла. При охлаждении некоторых металлов и сплавов до низкой Т их сопротивление скачком падает до 0. Это явление получило название – сверхпроводимость.

Сверхпроводниками являются хим элементы, переходящие в сверхпроводящее состояние с понижением температуры. Критической температурой Т_к называется температура, при которой происходит фазовый переход из состояния с нормальным электрическим сопротивлением в сверхпроводящее состояние.

При низких Т у сверхпроводников наблюдается особое состояние вещества – кроме нулевого значение удельного сопротивления, они обладают особыми магнитными и другими свойствами. В слабом магнитном поле сверхпроводник будет вести себя ка диамагнетик. В сверхпроводящем состоянии магнитное поле в толще сверхпроводника отсутствует. Значит что при охлаждении сверхпроводника ниже критической Т магнитное поле из него вытесняется. (эффект Мейснера)

Сверхпроводимость – это макроскопический квантовый эффект.

БИЛЕТ 27

1.Законы теплового излучения

Соотношение между спектральной плотностью энергетической светимости и поглощательной способностью тела определяет закон Кирхгофа:

Отношение спектральной плотности энергетической светимости к поглощательной способности тела не зависит от природы тела и является универсальной для всех тел функцией частоты и температуры : где универсальная функция Кирхгофа есть испускательня способность черного тела(для него=1). Учитывая этот закон – отношение не зависит от материала тела и равно испускательной способности черного тела при той же температуре и частоте.

Из закона Кирхгофа энергетическую светимость нечерного тела можно представить как

. Энергетическая светимость черного тела R_e зависит только от температуры . Излучение не подчиняющееся закону Кирхгофа не является тепловым.

Закон Стефана-Больцмана – энергетическая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры .

В.Вином была предположена эмпирическая формула для спектральности равновесного излучения. Согласно закону излучения Вина зависимость универсальной функции Кирхгофа от частоты света и термодинамической температуры имеет вид

где а и b постоянные определяемые опытным путем. Из закона излучения Вина следует, что энергия излучения черного тела распределена по спектру неравномерно. Кривая спектральной плотности энергетической светимости всегда имеет максимум который смещается при повышении температуры.

Формула Вина справедлива в области коротких длин волн(или низких Т), но отклоняется от эксперемента в области более длинных волн.

Положение максимума в спектре его излучения описывается эксперементальным законом смещения Вина:

Длина волны λ_max, соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости r_λ,T черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре λ_max=b/T, b – постоянная Вина. Из закона Вина следует, что при возрастании температуры положение максимума функции r_λ,T смещается в область коротких длин волн.

Применяя к тепловому излучению классический закон равнораспределения энергии по степеням свободы Рэлей и Джинс получили следующее выражение для зависимости спектральной плотности энергетической светимости черного тела r_ω,T от частоты света:

где <e> =kT. Уравнение называется Рэлея_Джинса.

Формула РД согласуется с эксперементом только в области высоких температур и малых частот, которым соответствует длинноволновая область. Попытка получить закон Стефана-Больцмана из формулы РД приводит к абсурдному результату –«ультрафиолетовой катастрофе»: неограничено растет, достигая чрезвычайно больших значений в ультрафиолете. Интеграл

с из формулы РД расходится, в то время как по закону Стефана-Больцмана энергетическая светимостьR_e при любой температуре конечна и пропорциональна четвертой степени температуры.