- •1. Фотоэффект
- •Законы вфэ Столетова:
- •Уравнение Эйнштейна для вфэ.
- •Эффект Комптона.
- •2. Закономерности в атомных спектрах.
- •Постулаты Бора.
- •3. Волновые св-ва вещества, гипотеза де Бройля.
- •Экспериментальное подтверждение гипотезы.
- •Статистическое толкование волн де Бройля.
- •Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •Уравнение Шредингера.
- •4. Многоэлектронный атом. Распред-е электр. По энерг.Уровням. Принцип Паули. Псхэ.
- •Принцип Паули.
- •Распределение электронов по слоям.
- •Периодическая система элементов д.И.Менделеева.
- •Теория атома водорода по Бору.
- •Мкч в бесконечно глубокой потенц-ой яме.
- •5 Вопрос Модель атома по Резерфорду.
- •5 Вопрос Энергия связи ядра. Деффект масс.
- •Модели атомного ядра.
- •6. Радиоактивность. Природа α, β, γ распадов. Закон радиоакт-го распада. Период полураспада. Активность радиоакт-го вещества.
- •Закон р/акт распада.
- •7 Вопрос элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия.
- •8. Тепловое излучение.
- •Закон Стефана-Больцмана.
- •Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка.
- •9. Твердые тела.
- •Зонная теория. Энергетические уровни.
- •Заполнение зон электронами. Проводники, диэлектрики полупроводники.
- •10. Полупроводники.
Закон р/акт распада.
Радиоакт.распад- естеств-е радиоакт-е превращ-е ядер, происходящее самопроизвольно.
р/акт распад ведет к постепенному уменьшению числа атомов р/акт излучения.
Пусть dN-число атомов, распадающихся за время dt:
dN =-λNdt (1), где λ-постоянная распада (минус указывает на уменьшение числа атомов).
dN/N характе-ет относительное уменьшение
dt атомных ядер в единицу времени.
dN/N = - λdt → ln N = -λt + ln с (2), ln c-определ-ся из нач-ых условий: t=0 → N=N0/
N = N0 e-λt (3) – закон р/акт распада.
N0-число атомов р/акт элемента в нач-ый момент времени, N-число атомов этого же элемента, оставшихся к моменту времени t.
Для характер-ки быстроты
рапада вводят понятие периода
полураспада (время, в течение
которого распадается половина
атомов ядер р/акт вещ-ва).
Т = ln 2λ = 0,693λ/
Время жизни р/акт атома – величина обратно пропорц-ая постоянной распада:
τ = 1λ = Тln2 =1,44 Т
Активность р/акт распада – число атомных распадов, совершающихся в р/акт элементе за един-цу времени:
а = |dNdt| = λ N.
Продукт р/акт распада сам может бать р/акт и проходить несколько промежуточных стадий, образуя цепочку р/акт элементов, заканчивающуюся стабильным элементом. Такая цепочка элементов наз-ся семейством:
1-ое семейство урана:
2-ое сем-во нептуния:
3-е сем-во актиноурана:
4-ое сем-во тория:
7 Вопрос элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия.
Микрочастицами наз-ют элемент-ые частицы (электроны, протоны, нейтроны, фотоны и др. простые частицы), а также сложные частицы, образованные из сравнительно небольшого числа элементарных частиц(молекулы, атомы, ядра атомов т.п.). также под элемент-ми частицами можно понимать такие микрочастицы, внутреннюю
структуру которых на современном уровне развития физики нельзя представить как объединение др. частиц. Во всех наблюд-ся до сих пор явл-ях каждая иакая частица ведет себя как единое целое. Элементарные частицы могут превр-ся в др. друга. Для того, чтобы объяснить св-ва и поведение элемт-х частиц, их прихся наделить, кроме массы, электрич-го заряда и спина, рядом дополн-ых, характерных для них величин (квантовых чисел: n-главное кв. число(опред-ее энергию), l-орбит-ое кв. число(опред-ее величину орбит-го мом. импульса), m-магн-ое кв. число(опред-ее величину проекции орб-го мом. на направление внешнего магн/поля), ms – спиновое кв. число(опред-ее проекцию спинового мом. на направл-ие внешнего м/поля)).
Известны 4 вида взаимод-ия между элемент-ми частицами:
1. сильное – обеспеч-ет связь нуклонов в ядре
2. электр/магн
3. слабое – ответственно за все виды β-распада ядер, за многие распады элем-х частиц, а также за все процессы взаимод-я нейтринос вещ-ом.
4. гравитационное – явл-ся универсальным, ему подвержены без искл-ия элемент-ые частицы.
Элемент-ые частицы подразделяют на 4 класса:
1. фотоны – γ (кванты Эл/магн поля), участвуют в Эл/м взаимод-ях, но не обладают сильным и слабым взаимод-ми.
2. лептоны – к их числу отно-ся частицы не облад-е сильным взаимод-ем: мюоны, электроны, электронные нейтрино. Все лептоны облад-т слабым взаимод-ем.
3. мезоны – сильно взаимод-ие нестабильные частицы, не несущие так называемого барионного заряда(П-мезоны, К-мезоны. Они облад-ют слабым, сильным взаимод-ем, проявляющимся при взаимод-ии их между собой, а также при взаимод-ии между мезонами и барионами.
4. барионы – объед-ет в себе нуклоны (p,n) и нестабильные частицы смассой больше массы нуклонов. Все барионы облад-ют сильным взаимод-ем → активно взаимод-ют с атомными ядрами.
Методы регистрации частиц: в общем частицы обнаруживаются по ионизации, вызванной порожденными ими заряженными частицами. Приборы, применяемые для регистрации иониз-х частиц, подраздел-ся на 2 группы: 1 – устр-ва, которые регист-ют факт пролета частицы, также можно судить об ее энергии; 2 – трековые приборы(приборы, позвол-ие наблюдать следы частиц в вещ-ве).
К числу регист-их приборов относ-ся ионизац-е камеры и газоразрядные счетчики, а также черенковые счетчики, сцентилляционные счетчики и полупроводниковые счетчики.
К числу трековых приборов отно-ся камера Вильсона, диффузионные камеры, пузырьковые, искровые и эмульсионные.
Камера Вильсона: 1912г. Дорожка из ионов, проложенная летящей заряженной частицей, стан-ся видимой в камере, потому что на ионах происходит конденсация пересыщенных паров какой-либо жидкости. Пересыщение достиг-ся за счет внезапного охлаждения, вызываемого резким (адиабат-м) расширением рабочей смеси, состоящей из неконденсирующегося газа (гелий, азот) и паров воды, этилового спирта и т.п. в этот же момент производ-ся с нескольких точек фото-ие рабочего объема камеры. Это позволяет воссоздать пространственную картину зафиксированного явления.
Диф-ая камера: также рабочем вещ-ом явл-ся пересыщенный пар, но состояние пересыщения создается не адиабат-ким расширением, а рез-те диффузии паров спирта (наход-ся при Т~100С) от крышки камеры к охлажденному твердой углекислотой дну. Недалеко от дна возникает слой пересыщенного пара, в этом слое образ-ся треки. Эта камера работает непрерывно.
Пузырьковая камера: 1952г Д.А.Глезер. вместо Перес-х паров – прозрачная перегретая жидкость(т.е. жидкость нах-ся под внешним давлением, меньшим давления ее насыщенных паров).пролетевшая через камеру иониз-я частица вызывает бурное вскипание жидкости, вследствие чего след частицы оказ-ся обозначенным цепочкой пузырьков пара – образ-ся трек. Камера работает циклами.