- •Оглавление
- •Введение
- •1. Уравнение шредингера и элементы квантовой теории
- •1.1. Экспериментальные основания квантовой механики
- •1.2. Волновой пакет и его свойства
- •1.3. Уравнение шредингера
- •1.4. Примеры решения уравнения шредингера
- •Частица в потенциальной яме
- •Взаимодействие частицы с потенциальным барьером
- •Потенциальный барьер прямоугольной формы
- •Потенциальный барьер произвольной формы
- •1.5. Элементы квантовой теории водородоподобного атома
- •Простейшие решения для угловой составляющей волновой функции
- •1.6. Элементы квантовой теории излучения
- •Возникновение и исчезновение возбужденных состояний
- •1.7. Многоэлектронные квантовые системы
- •1.8. Электроны в твердом теле
- •Заполнение зон электронами
- •Упражнения для самоконтроля
- •2. Основы статистической физики равновесных состояний
- •2.1. Основные положения статистической физики
- •2.2. Термодинамическое равновесие. Распределение гиббса
- •2.3. Квантовые статистические распределения
- •Значения энергии u и числа частиц n для различных состояний системы бозонов
- •2.4. Статистическая теория идеального газа
- •Давление идеального газа
- •2.5. Химический потенциал и ионизационное равновесие
- •Упражнения для самоконтроля
- •3. Элементы теории столкновений
- •3.1. Столкновение частиц в газах. Понятиe о дифференциальном сечении столкновения
- •3.2. Рассеяние пучка частиц в слое газа
- •3.3. Частота столкновений
- •3.4. Взаимодействие заряженных частиц. Рассеяние на кулоновском потенциале
- •Упражнения для самоконтроля
- •4. Элементы механики сплошной среды
- •4.1. Исходные положения механики сплошной среды
- •Подходы Эйлера и Лагранжа к описанию движения сплошной среды
- •4.2. Уравнение неразрывности
- •4.3. Уравнение движения сплошной среды (уравнение эйлера)
- •4.4. Уравнение энергии. Полная система уравнений механики сплошной среды
- •4.5. Примеры движения сплошной среды Расширение сферы в несжимаемой жидкости
- •Распространение малых колебаний в газе. Уравнения акустики
- •Формирование и распространение ударных волн. Уравнения стационарной ударной волны Рэнкина-Гюгонио
- •4.6. Элементы механики деформируемого твердого тела Теория деформации
- •Уравнение движения. Тензор напряжений
- •Уравнения движения и распространения колебаний в деформируемом твердом теле
- •Упражнения для самоконтроля
- •5. Элементы теории теплопередачи
- •5.1. Теплопроводность
- •Граничные условия для уравнения теплопроводности. Понятие о конвективном теплообмене
- •5.2. Примеры решений уравнения теплопроводности
- •Задачи для самоконтроля
- •5.3. Нестационарные задачи теплопроводности
- •Тепловое поле точечного источника в неограниченном пространстве
- •Нестационарные задачи теплопроводности
- •5.4. Теплообмен излучением
- •Теплообмен излучением между двумя стенками
- •Задачи для самоконтроля
- •5.5. Испускание и поглощение излучения. Структура спектра электромагнитного излучения и принципы работы лазеров
- •Характеристики различных спектров излучения
- •6. Задачи и упражнения
- •6.1. Квантовая механика
- •6.2. Статистическая физика и термодинамика
- •6.3. Теория столкновений
- •6.4. Механика сплошной среды
- •6.5. Теория теплопередачи Задачи по теплопроводности
- •Нестационарные задачи теплопроводности
- •Задачи на излучение
- •Библиографический список
Задачи на излучение
1. Полный лучистый поток солнца равен Вт. Радиус Солнца м. В приближении черного тела вычислить температуру поверхности Солнца.
2. Найти температуру плазмы в цилиндрическом излучающем разряде радиуса см, при токе кА. Электропроводность плазмы 105 (Ом∙м)-1.
3. В вакуумном цилиндрическом токопроводе с радиусом жилы см и радиусом оболочки см протекает ток I. Допустимая температура оболочки 300С, допустимая температура жилы 5000С. Найти максимально допустимый ток жилы, если жила медная (удельное сопротивление 1,7∙10-8 Ом∙м).
Указания к решению задач. 1 — применить формулу Стефана-Больцмана; 2 — составить уравнение баланса выделяющейся в плазме и отводимой с поверхности цилиндрического канала мощности, считая распределение температуры в плазме однородным; 3 — составить уравнение баланса выделяющейся в проводнике и отводимой излучением с его поверхности мощности.
Библиографический список
1. Соколов А. А. Квантовая механика: учеб. пособие для вузов / А. А. Соколов, И. М. Тернов, В. Ч. Жуковский. — М. : Наука, 1979 — 528 с.
2. Киттель Ч. Статистическая термодинамика. / Ч. Киттель. — М. : Наука, 1977. — 336 с.
3. Леонович М. А. Введение в термодинамику. Статистическая физика: учеб. пособие / М. А. Леонтович. — 2-е изд., стер. — СПб., М., Краснодар : Лань, 2008. — 419 с
4. Ландау Л. Д. Теоретическая физика в 10 т.: учеб. пособие для физ. специальностей ун-тов / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. — 5-е изд., стер. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004, т. 7. Теория упругости.
5. Ландау Л.Д. Теоретическая физика в 10 т. : учеб. пособие для физ. специальностей ун-тов / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц.— 5-е изд., стер. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. т. 6. Гидродинамика.
6. Теория тепломассообмена : учебник / под pед. А. И. Леонтьева. — М. : Изд-во МГТУ им. Баумана, 1997. — 683 с.
1
В классической механике момент импульса
определяется как
,
где
—
радиус вектор положения частицы,
— вектор
импульса
