Вопрос 61. Волновая функция и ее статистическое толкование.
Возникла необходимость введения некоторой функции, описывающей состояние микрочастицы в квантовой механике. Бор назвал такую функцию волновой и дал ей вероятностную интерпретацию. Если рассматривать бесконечно малый объем dV вблизи некоторой точки r, то вероятность нахождения частицы в момент времени t внутри этого объема задается выражением:
dP=[Ψ(rt)2]dV
Ψ(rt) – волновая функция
[Ψ(rt)2] – вероятность нахождения частицы в момент времени t в некотором объеме dV (плотность вероятности).
Вопрос 62. Уравнение шредингера.
Состояние частицы описывается волновой функцией эволюция этого состояния от времени, т.е. динамика микрочастицы описывается уравнением Шредингера.
jϦ*dW/dt
=-
*∆Ψ+Wp*Ψ
j- мнимая единица.
dW/dt – частная производная
Ψ – волновая функция
∆ - оператор Лапласа
∆=d2/dx2+d2/dy2+d2/dt2
Свойства волновой функции:
- Волновая функция должна удовлетворять условию нормировки
-функция должна быть однозначной функцией пространственных координат в любой моент времени
- для того, чтобы все члены уравнения имели физический смысл, т.е. были конечны, необходима, чтобы сама функция была конечной, непрерывной, а также непрерывны должны быть все ее частные пространственные произведения.
Если микрочастица находится в стационарном внешнем поле, т.е. волновая функция не зависит явно от времени, то такое уравнение называется стационарным и оно имеет вид:
W Ψ=-h2/2m*∆ Ψ+Wp Ψ
Вопрос 63. Состав атомного ядра. Взаимодействие нуклонов. Ядерные силы.
Атомное ядро состоит из элементарных частиц – протонов и нейтронов. Протон имеет положительный заряд, равный заряду электрона и массу mp=1.675*10-27Кл. нейтрон – нейтральная частица с массой 1,675*10-27Кл. протоны и нейтроны называются нуклонами. Между составляющими ядро нуклонами действуют силы, значительно превышающие кулоновские силы отталкивание между протонами. Они называются ядерными силами. Ядерные силы намного превышают гравитационные, электрические и магнитные взаимодействия и не сводятся к ним.
Вопрос 64. Естественная и искусственная радиоактивность.
Под радиоактивностью понимают способность некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений. Радиоактивность подразделяется на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных реакций). Принципиального различия между двумя этими типами радиоактивности нет, т.к. законы радиоактивного превращения в обоих случаях одинаковы.
Вопрос 65. Закон радиоактивного распада.
Под радиоактивным распадом понимают естественные радиоактивные превращения ядер, происходящие самопроизвольно.
Атомное ядро, испытывающее радиоактивный распад, называется материнским, возникающее ядро – дочерним.
N=N0e-λt, где N0 – начальное число не распавшихся ядер (в момент времени t=0), N – число не распавшихся ядер в момент времени t.
Формула выражает закон радиоактивного распада, согласно которому, число не распавшихся ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.