- •А. И. ЖАКИН
- •ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ
- •СОДЕРЖАНИЕ
- •ОПТИКА
- •ВЕДЕНИЕ В ОПТИКУ.
- •ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ОПТИКИ.
- •КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
- •Энергия отдачи атома при излучении фотона.
- •ОПТИКА
- •1.2. Плоские монохроматические волны
- •Мощность лампочки N = 100 Вт, КПД = 3%. Найти интенсивность
- •2.2.1. ЗАКОНЫ ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
- •Решения этой системы уравнений имеют вид
- •Интенсивность в точке Р запишется как
- •Выражение (5.3) можно преобразовать к виду
- •Переходя к длинам волн, получим
- •Здесь при записи (11.3) было использовано соотношение
- •ЗАДАЧИ
- •Сравнивая (12.1) и (12.2), можно видеть
- •Первое уравнение имеет решение
- •Задача о квантовых гармонических колебаниях
- •Для гармонического осциллятора правило отбора при переходах
- •Отсюда находим выражение для коэффициента прохождения
- •Металл
- •Для тока холодной эмиссии на основании (13.10) будем иметь
- •Будем исследовать стационарные состояния, полагая
- •Уравнение (14.10) имеет решение
- •Здесь суммирование в тройных суммах производится в пределах
- •ЭФФЕКТ МЕССБАУЭРА
- •ЭЛЕМЕНТЫ ФУРЬЕ - АНАЛИЗА
- •Равенство Парсеваля в трехмерном случае записыва
- •ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ И КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКИЕ ОПЕРАТОРЫ
- •СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ
- •После замены
- •Радон.
- •ВЫСОТА
- •Свойства некоторых жидкостей
- •Упругие свойства некоторых твёрдых тел
- •Свойства некоторых твёрдых тел
- •Диэлектрическая проницаемость диэлектриков
- •Таблица 10
8.ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ОПТИКИ.
КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8.1. |
Эксперименты, доказывающие существование фотонов . . . . . . |
88 |
8.1.1. |
Тормозное излучение фотонов электронами . . . . . . . . . . . . . . . . |
88 |
8.1.2. |
Внешний фотоэффект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
89 |
8.1.3. |
Опыт Боте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
91 |
8.1.4. |
Эффект Комптона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
92 |
8.2. |
Давление света и масса фотона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
93 |
ЗАДАЧИ |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
95 |
9. |
ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
97 |
9.1.Основные характеристики теплового излучения. Закон
Кирхгофа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 9.2. Равновесная плотность энергии излучения . . . . . . . . . . . . . . . . 98 9.3. Плотность потока энергии равновесного излучения. Закон 100
излучения Стефана – Больцмана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.4.Законы излучения Вина и Рэлея – Джинса. Формула смещения
Вина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
102 |
ЗАДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
103 |
КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
10. |
ОСНОВНЫЕ ПОСТУЛАТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ 105 |
10.1.Краткий очерк развития атомистических представлений . . . . . 105
10.2. Постулаты квантовой механики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
ЗАДАЧИ |
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
115 |
11. |
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА КВАНТОВЫХ СИСТЕМ . . . . . . |
116 |
11.1. Соотношение неопределенностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 11.2. Соотношение неопределенностей для энергии . . . . . . . . . . . . . . 118 11.3. Свойства квантово-механических операторов . . . . . . . . . . . . . . 118
11.4.Структура оператора Гамильтона при наличии внешнего
электрического поля . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
ЗАДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
115 |
5
12.УРАВНЕНИЕ НЕРАЗРЫВНОСТИ В КВАТОВОЙ МЕХАНИКЕ. СВЯЗЬ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ С КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКОЙ. СТАЦИОНАРНЫЕ СОСТОЯНИЯ. ГАРМОНИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР . . . . 122
12.1. Уравнение неразрывности в квантовой механике . . . . . . . . . . . 122 12.2. Связь квантовой механики с классической механикой . . . . . . . 123 12.3. Стационарные состояния в квантовой механике . . . . . . . . . . . . 123 12.4. Квантование. Гармонический осциллятор . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
13.ПРОХОЖДЕНИЕ МИКРОЧАСТИЦ ЧЕРЕЗ
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ БАРЬЕРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 13.1. Исследование модельной задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
13.2.Формула для коэффициента прохождения потенциального барьера произвольной формы в квазиклассическом
приближении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 13.3. Холодная эмиссия электронов с катода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
14. |
АТОМ ВОДОРОДА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
135 |
14.1. Энергетические состояния водородоподобного атома . . . . . . . . 135
14.2.Спектр и волновые функции атома водорода. Квантовая теория
излучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 14.3. Токи в атоме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
ЗАДАЧИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
145 |
15.СПИН ЭЛЕКТРОНА. КВАНТОВОМЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ СПИНОМ ЭЛЕКТРОНА 147
15.1.Эксперименты, доказывающие наличие спина электрона . . . . . 147
15.2. Мультиплетность спектров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 15.3. Эффект Зеемана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 15.4. Электронный парамагнитный резонанс (эффект Завойского) 151 15.5. Принцип Паули . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 15.6. Периодическая система элементов Менделеева . . . . . . . . . . . . . 152
6