Туннельный эффект

1. Закончите определение

Туннельный эффект-это явление, при котором квантовая частица проходит через потенциальный барьер при

А) E  Uо

Б) E  Uо

В) E  Uо

Где E – кинетическая энергия частицы

Uо – высота потенциального барьера

Волны де Бройля

2. Вычислить дебройлевскую длину волны электрона имеющую кинетическую

энергию 25 ЭВ

А) 2,410^-9 М

Б) 1,210^-9 М

В) 0,2410^-9 М

Г)0,1210^-9 М

Где h = 6,62 10^-34

m_е = 9,110^-31 кг

q_е = 1,610^-19 Кл

3 ) Каков импульс протона с дебройлевской длиной волны 2,8610^-12 м

(масса протона m_p = 1,610^-27 кг)

А) 3,710^-22

Б) 1,410^-22

В) 2,310^-22

Соотношение неопределенностей Гейзенберга

4. Оценить неопределенность скорости электрона в атоме водорода, полагая размер

атома водорода x = 0,10 нм

А) 1,1610⁶ м/с

Б) 0,11610⁶ м/с

В) 7,2710⁶ м/с

Г) 0,72710⁶ м/с

Атомная физика

4. Сколько квантов с различной энергией может испустить атом водорода, если его электрон находится на третьем энергетическом уровне.

А) 1

Б) 2

В) 3

Г) 4

Вопрос 1 (Строение атома водорода)

Какие значения могут принимать орбитальное квантовое число L при заданном главном квантовом числе n?

1. Целые числа 1,2 ... n-1

2. Целые числа 0,1 ... n-1

3. Целые числа 0,1 ... 2n

4. Целые числа 1,2 ... 2n

5. Целые числа n,n+1 ... 2n

Ответ

Как показывает теория, состояние электрона в атоме определяется 4 квантовыми числами: главным квантовым, орбитальным квантовым, магнитным квантовым и спиновым числами, причем первые три квантовых числа взаимосвязаны между собой. Связь между орбитальным квантовым числом L и главным квантовым числом n следующая – L может принимать значения от нуля до (n-1).

Вопрос 2 (Соотношения неопределенностей)

Квантовая частица проходит сквозь потенциальный барьер конечной высоты. Чем объясняется прохождение частицы сквозь потенциальный барьер?

1. Неприменимостью закона сохранения энергии для квантовой механики

2. Тем, что сумма потенциальной и кинетической энергии вследствие соотношения неопределенностей неоднозначно определяет полную энергию частицы

3. Тем, что при прохождении потенциальной ямы частица приобретает дополнительную энергию

4. Среди вышеперечисленных вариантов нет правильного

Ответ

Для частицы, рассматриваемой с точки зрения квантовой механики, не существуют одновременно величина координаты и величина скорости, поэтому нельзя утверждать, что частица будет обладать какой-либо скоростью до прохождения ямы (находясь “левее” ямы) или после ее прохождения (находясь “правее” ямы), и как следствие – нельзя утверждать, что в квантовой механике полная энергия частицы представима в виде суммы кинетической и потенциальной энергий (т.е. определенна однозначно). В квантовой механике в любой момент времени можно определить только усредненные значения кинетической и потенциальной энергий во всех точках, в которых волновая функция отлична от нуля.

Вопрос 3 (Уравнение Шредингера)

Свободная частица в квантовой механике описывается соответствующей плоской монохроматической волной Де Бройля. Остается ли постоянной вероятность обнаружить такую свободную частицу в произвольной точке пространства?

1. Да

2. Да, при условии выбора однородной области пространства

3. Нет

4. Среди вышеперечисленных ответов нет наиболее полного

Ответ

Вероятность обнаружить такую свободную частицу в любой точке пространства постоянна независимо от свойств пространства.