26. Состав ядра. Ядерные силы.

Мельчайшая частичка элементарного в-ва – атом – состоит из ядра и движкщтхся вокруг него электронов, число кот. определяет порядковый номер эл-та в табл. Менделеева (Z). Атом в целом электрически нейтрален => ядро обладает положительным зарядом Ze, кот. обусловлен присутствием в ядре соответствующего числа протонов. Однако общая масса всех протонов оказывается значительно меньше массы всего атома -> в ядрах имеются еще и др. частицы, лишенные эл. заряда – нейтроны. Протоны и нейтроны совершенно идентичны -> их объединяют в одну группу – нуклоны. Ядро каждого типа атома хар-ется 2мя числами – кол-вом протонов и нейтронов. Полное число нуклонов ядра назыв. массовым числом (А). В ядерной физике принята форма записи нуклида (ядра определенного состава), как ^A_ZR, где R – символ эл-та, Z – число протонов, A – массовое число (A=Z+N_n, где N_n-число нейтронов). Ядра с одним и тем же числом протонов, назыв. изотопами (ядра-изотопы суть нуклиды одного эл-та, но с различнвми массовыми числами). Пример: изотопы водорода: протий ¹₂Н, дейтерий ²₁Н, тритий ³₁Н (b-радиоактивен, т.е. подвергается b-распаду). Ядра-изобары – это нуклиды, содержащие одинаковое число нуклидов (т.е. нуклиды с одинаковым массовым числом А, но различным Z). Нуклоны связаны ядерными силами. св-ва ядерных сил: 1. это силы притяжения; 2. короткодействующие силы (радиус действия»радиус ядра); 3. нецентральные силы; 4. им свойственно насыщение (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом соседей); 5. эти силы зарядово независимы (силы взаимод. (протон-протон, протон-нейтрон, нейтрон-нейтрон) одни и те же:нуклон = протон=нейтрон).

Билет №17

6.Эффект Комптона. Фотоны.

Фотон – квант электромагнитного излучения. Скорость движения фотона совпадает со скоростью света, масса покоя m=0.

Энергия и импульс: , k – волновой вектор.

Эффект Комптона подтвердил предположение о корпускулярном характере света: при рассеянии рентгеновских лучей, длина волны которых , наряду с лучами длины волны , появляются лучи длины зависит только от . Выражение для этой зависимости получим, если предположим, что рентгеновские лучи представляют собой поток фотонов, который упруго рассеивается на практически свободные электроны, также выполняются законы сохранения импульса и энергии:

Получаем: = ; исходя из этого выразим длину волны Комптона: = . Окончательно получаем: При рассеянии фотона на атоме получаем, что . Т.о. эффект Комптона указывает на то, что свет – это поток частиц, с другой стороны, явления интерференции и дифракции говорят о том, что свет – это волна.

2726. Состав ядра. Ядерные силы.

Мельчайшая частичка элементарного в-ва – атом – состоит из ядра и движкщтхся вокруг него электронов, число кот. определяет порядковый номер эл-та в табл. Менделеева (Z). Атом в целом электрически нейтрален => ядро обладает положительным зарядом Ze, кот. обусловлен присутствием в ядре соответствующего числа протонов. Однако общая масса всех протонов оказывается значительно меньше массы всего атома -> в ядрах имеются еще и др. частицы, лишенные эл. заряда – нейтроны. Протоны и нейтроны совершенно идентичны -> их объединяют в одну группу – нуклоны. Ядро каждого типа атома хар-ется 2мя числами – кол-вом протонов и нейтронов. Полное число нуклонов ядра назыв. массовым числом (А). В ядерной физике принята форма записи нуклида (ядра определенного состава), как ^A_ZR, где R – символ эл-та, Z – число протонов, A – массовое число (A=Z+N_n, где N_n-число нейтронов). Ядра с одним и тем же числом протонов, назыв. изотопами (ядра-изотопы суть нуклиды одного эл-та, но с различнвми массовыми числами). Пример: изотопы водорода: протий ¹₂Н, дейтерий ²₁Н, тритий ³₁Н (b-радиоактивен, т.е. подвергается b-распаду). Ядра-изобары – это нуклиды, содержащие одинаковое число нуклидов (т.е. нуклиды с одинаковым массовым числом А, но различным Z). Нуклоны связаны ядерными силами. св-ва ядерных сил: 1. это силы притяжения; 2. короткодействующие силы (радиус действия»радиус ядра); 3. нецентральные силы; 4. им свойственно насыщение (каждый нуклон взаимодействует с ограниченным числом соседей); 5. эти силы зарядово независимы (силы взаимод. (протон-протон, протон-нейтрон, нейтрон-нейтрон) одни и те же:нуклон = протон=нейтрон).

Билет №18

5.Внешний фотоэффект. Формула Эйнштейна.

Внешний фотоэффект – это явление вырывание электронов из вещества под действием света.

Закономерности фотоэффекта:

4. Фототок насыщения прямопропорционален интенсивности падающего света.

5. Максимальная кинетическая энергия вырываемых электронов линейно зависит от частоты падающего света и не зависит от интенсивности света. . Эта особенность фотоэффекта противоречит волновой теории света, так как должна зависеть от интенсивности.

6. Для каждого вещества существует частота, с которой начинается фотоэффект, это красная граница - .Эйнштейн объяснил особенности фотоэффекта, предположив, что свет излучается и поглощается порциями (квантами), .

Формула Эйнштейна: энергия электрона, поглотившего квант света, не испытавшего случайных соударений в веществе, идёт на работу выхода и кинетическую энергию: E = ℏw=h , при этом

Предположение о корпускулярной природе света полностью объясняет фотоэффект.

40. Электропроводность металлов и полупроводников. Электронная и дырочная проводимости. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Типы полупроводников.Электропроводимость(6-сигма)-вел-на, связывающая плотность эл-го тока и напряженность в локальном з-не Ома j(вектор)=6*Е(вектор). Все в-ва по хар-ру электропроводности делятся на 3 класса: металлы, полупроводники и диэл-ки.Хар-ной особенностью металлов яв-ся их металлическая проводимость - уменьшение электропроводности при повышении температуры(при постоянной концентрации носителей тока). 6=n*e2(квадрат)t(тау)/m*.Особенностью полупроводников яв-ся их способность изменять свои св-ва в широких пределах под влиянием температуры, электрического и магнитного полей, освещения и т.д.Носителями заряда в полупроводниках в зоне проводимости яв-ся электроны(электроны проводимости), а в валентной зоне - "+" заряженные квазичастицы дырки. В состоянии термодинамического равновесия концентрация электронов и дырок в полупроводниках зав-т как от температуры и концентрации электрически активных примесей, так и от ширины запрещенной зоны дельта(треугольник)Е.Собственными полупроводниками яв-ся химически чистые полупроводники(германий Ge, селен Se). Число электронов в них равно числу дырок. Проводимость таких полупроводников наз-ся собственной.При высоких температурах во всех полупроводниках преобладает собственная проводимость. Иначе электрические св-ва полупроводника определяются примесями, и тогда говорят о примесной проводимости. Электропроводность будет слагаться из собственной и примесной проводимостей.Примесными полупроводниками наз-ся полупроводники, нек-е атомы кот-х замещаются примесями. Концентрация электронов и дырок в них значительно отдичается. Примеси, яв-ся источниками электронов, наз-ся донорами. Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны - акцепторами.В полупроводниках n-типа(отрицательный) с донорной примесью реализуется электронный механизм проводимости. Проводимость в них обеспечивается избыточными электронами примеси, валентность которой на 1 больше валентности основных атомов.В полупроводниках р-типа(положительный)с акцепторной примесью реализуется дырочный механизм проводимости. Проводимость в них обеспечивается дырками вследствие введения примеси, валентность которой на 1 меньше валентности основных атомов.

Билет №19

Формула Планка:r(w,T)=(w^3/4*Pi^2*c^2)*(1/exp(w/kT)-1)

Электромагнитное излучение внутри некоторого объёма можно рассматривать как идеальный газ, состоящий из совокупности фотонов, практически не взаимодействующих друг с другом. Термодинамическое равновесие этого фотонного газа достигается путём взаимодействия со стенками полости. Оно наступает тогда, когда стенки излучают в единицу времени столько же фотонов, сколько поглощают.