1.Жылулық сəуле проблемасы. Планк формуласы.

2.Рентген сəулесінің заттан шашырауы бойынша Комптон тəжірибесі. Комптон эффектісі.

3. Де Броиль гипотезасы. Де Броиль толқындары

4.Микробөлшектердің толқындық қасиеттерінің тəжірибелік расталуы (Дэвиссон мен Джермер, Томсон, Тартаковский тəжірибелері).

5. Резерфорд тəжірибелері. Атомның ядролық моделі.

6.Атомдық спектрлер. Сериялық заңдылықтар. Спектрлік терм. Комбинациялық принцип.

7.Сутегі атомының Бор ұсынған моделі. Бор постулаттары. Бор теориясының кемшіліктері.

8.Франк жəне Герц тəжірибелері. Бор постулаттарының тəжірибелік расталуы.

9.Сутегі тəрізді иондар (He+, Li++, …) спектрі.

10.Сутегі атомының магниттік моменті. Бор магнетоны.

11.Спектрлік сызықтардың изотоптық ығысуы.

12.Шредингер теңдеуі. Стационарлық күйлер. Квантталу.

13.Бір электрондық атомдық жүйелер үшін Шредингер теңдеуі жəне атомның квантталуы.

14.Бір электронды атомның кванттық сандары жəне бұлардың физикалық мағынасы.

15.Бір электронды атомның толқындық функциялары. Энергия деңгейлерінің азғындалу дəрежесі.

16.Электрон спині. Штерн жəне Герлах тəжірибелері

17.Спин- орбиталық əсерлесу. Сутегі атомы энергия деңгейлері мен спектрлік сызықтардың нəзік түзілісі.

18.Сілтілік элемент атомының құрылымы, энергия деңгейлері. Кванттық ақау.

19.Сілтілік элемент атомының спектрі

20.Сілтілік элемент атомы энергетикалық деңгейлерінің жəне спектрлік сызықтарының нəзік түзілісі.

21.Паули принципі. Атомдардың электрондық қабаттары мен қабықтары.

22.Ядро спині. Атомның энергия деңгейлерінің жəне спектрлік сызықтарының аса нəзік түзілісі.

23.Сипаттауыш рентгендік спектрлері. Мозли заңы.

24.Рентгендік спектрлердің нəзік түзілісі. Жұтылу спектрі.

25.Атомның толық магниттік моменті. Ланде факторы

26. Сыртқы магнит өрісінің атомға əсері. Зееман эффекті.

27. Күрделі Зееман эффекті.

28.Екі атомды молекуланың айналысы, айналыс спектрі.

29.Екі атомды молекуланың тербелісі. Тербеліс спектрлік жолақтар: негізгі жолақ, обертондар.

30.Екі атомды молекуланың тербеліс- айналыс спектрі:R- жəне P- тармақтар.

1. Жылулық сәуле проблемасы. Планк формуласы.

Электромагниттік сәуле шығарудың табиғатта ең көп таралған түрі жылулық сәуле шығару болып табылады.Жылулық сәуле заттың ішкі энергиясы есебінен шығарылады,сондықтан да ол температурасы 0 К-нен өзгеше кез-келген температурадағы барлық денелерге тән.Сәуле шығарудың басқа түрлерінен(бұларды люминесция деп жалпы ортақ атпен біріктіреді )жылулық шығарылған сәуленің өзгешілішігі-ол сәуле шығаратын денелермен тепе-теңдікте бола алады.Егер қыздырылған(сәуле шығарып тұрған)денелер қабырғалары идеал шағылдырушы қуысқа орналастырса,онда біршама уақыттан кейін (денелер мен қуысты толтырып тұрған сәуле арасындағы үздісіз энергия алмасуы нәтижесінде) термодинамикалық тепе-теңдік орнайды,яғни әрбір дене бірлік уақытта қандай энергия мөлшерін жұтатын болса,дәл сондай энергияны шығаратын болады.Осы жағдайда қуыстағы барлық денелердің біреуі жұтқаннан гөрі энергияны көбірек шығара бастады делік.Егер бірлік уақытта дене сәулелік энергияны жұтқаннан көбірек шығарса(н/е керіснше болса),онда дене температурасы төмендей(н/е жоғарылай)бастайды.Бұл термодинамиканың екінші бастамасына қайшы келеді,осыдан,шынында да сәуле шығарып тұрған денелер мен қуысты толтырып тұрған жылулық сәуле өзара термодинамикалық тепе-теңдікте тұратындығы келіп шығады.Осы жағдайда тепе-теңдіктегі жылулық сәулеге мұнымен тепе-теңдікте тұрған денелердің температурасына тең температура таңылады.

Дененің сәуле шығарғыштық қабілетінің оның сәуле жұтқыштық қабілетіне қатынасы дене табиғатына тәуелді емес, ол барлық денелер үшін жиілік пен температураның әмбебап функциясы болып табылады:

(1)

Планк формуласы. Классикалық физика тұрғысынан Рэлей-Джинс фор-муласының қорытылуы мінсіз. Сондықтан осы формуланың тәжіри-беден алшақтығы классикалық физика көріністеріне қайшы келетін қандай да бір заңдылықтардың болуына нұсқайды.

Эксперимент деректерімен үйлесетін дұрыс f(,Т) функциясын 1900 ж. М.Планк тапты. Бұл үшін оған кез келген жүйе энергиясы үздіксіз өзгере алады деген классикалық физикада қалыптасқан түсініктен бас тартуға тура келді; классикалық физикаға жат жорамал жасады. Планк жорамалына сәйкес осцилляторлар энергияны үздіксіз емес, белгілі жеке үлестер – кванттар түрінде шығарады, ал квант энергиясы сәуле жиілігіне пропорционал болады:

(1)

Пропорциялық коэффициент кейіннен Планк тұрақтысы деп аталды.

(2)

Осы өрнектердіі Планк формуласы деп аталады. Осы формула 0-ден -ке дейінгі барлық жиіліктер аралығында эксперимент деректерімен дәл келеді; және қара дене сәулесінің барлық ерекшеліктерін түгел бейнелеп береді.

2. Рентген сәулесінің заттан шашырауы бойынша Комптон тәжірибесі. Комптон эффектісі.

Ф отонның энергиясы мен импульсын электромагниттік толқынның жиілігі және толқындық векторымен байланыстыратын формулалардың дұрыстығының тәжірибеде дәлелденуі қарастырылады.

1922 ж.Артур Комптон фотондар гипотезасын фотоэффект сияқты растайтын құбылыс ашты. Комптон монохромат, қатаң рентген сәулесінің жеңіл атомдардан тұратын заттан шашырау құбылысын зерт-тедіКомптон эффекті деп электромагниттік сәуле шашыраған кезде оның толқын ұзындығының өзгеруін айтады.

Комптон тәжірибелерінен шашыраған рентген сәулелерінің мынадай қасиеттері анықталды:

1. Шашыраған сәуледе екі толқын ұзындығы болады: бастапқы ₀ және қосымша ₁ толқын ұзындықтары, бұлардың мәндері біріне-бірі жақын;

2. ₁ толқын ұзындығы әрқашан ₀-ден үлкен ₁ ₀;

3. ₁ мәні  шашырау бұрышынан тәуелді, ал шашыратушы зат табиғатына тәуелді емес. Сонымен, шашыраған сәуле құрамында бастапқы ₀ толқын ұзындығынан басқа, толқын ұзындығы ₁, бастапқы-дан үлкен, сәуле де болады; толқын ұзындығының үлкеюі шашырау бұрышы артқан сайын көбірек болады, және шашыратушы зат табиғатына тәуелді болмайды.

Толқын ұзындығының  өзгеруі  шашырау бұрышымен мына формула арқылы байланысқан:

(1)

 – тұрақты, Комптондық толқын ұзындық деп аталады.

Сонда

. (2)

Қорытылып шығарылған (2) формуланы Комптонның экспери-менттен алынған формуламен салыстырып,

(3)

деген қорытындыға келеміз.

 шамасының өлшемділігі ұзындығы;  шамасы массасы m бөлшектің Комптондық толқын ұзындығы деп аталады. Оның шамасы фотондарды шашырататын бөлшек массасына тәуелді. Электрондар үшін Комптондық толқын ұзындық =0,0024 нм болады. Ол рентген сәулесі толқын ұзындығынан едәуір кіші: .

Бұл электромагниттік толқындардың кор-пускулалық қасиеттері жөніндегі түсініктердің және бұларды және өрнектері көмегімен сандық бейнелеудің дұрыстығын дәлелдейді.

Комптон тәжірибелерінде шашыраған рентген сәулелерінің спектрінде толқын ұзындығы өзгермеген, яғни ығыспаған сызық та байқалған. Демек біраз шашырауларда толқын ұзындық өзгермейді. Бұл былай түсіндіріледі. Фотондардың көпшілігі атомның өте әлсіз байланысқан сыртқы электрондарымен соқтығысу нәтижесінде шашы-райды; ал бұлар соқтығысқан кезде өздерін еркін электрондар сияқты байқатады. Бірақ фотондардың қайсыбір бөлігі атом ішіне еніп, атоммен өте күшті байланысқан ішкі электрондармен соқтығысады.Көрінетін жарық үшін Комптон эффектінің байқалмауы да осылай түсіндіріледі. Көрінетін жарық фотондарының энергиясы әуелі атомның сыртқы электрондарының байланыс энергиясына салыстырғанда кіші болады. Сондықтан фотон бүтіндей атоммен соқтығысады да оның толқын ұзындығы өзгермейді. Ал егер Комптон эффектісін энергиясы әлдеқайда үлкен -квант үшін бақыласа, онда шашырауда тек ығысқан құраушы байқалады, өйткені -квант энергиясы атомның кез келген электронының байланыс энергиясымен салыстырғанда әлдеқайда үлкен.

3. Де Бройль гипотезасы. Де Бройль толқындары. Корпускулалық – толқындық дуализм идеясын тыныштық массасы нөл емес зат бөл-шектеріне тарату мәселесі баяндалады.

Оптикалық құбылыстардың көпшілігін жүйелі түрде толқындық қозқарас тұрғысынан кескіндеуге болады. Ал кейбір құбылыстарда жарық өзінің корпускулалық табиғатын анық байқатады.

Толқындық теория тұрғысынан қарағанда жарық  тербеліс жиілігі мен  толқын ұзындығы арқылы сипатталады. Корпускулалық теория бойынша жарық фотонының _ф энергиясы, m_ф массасы мен р_ф импульсы мынаған тең:

(1)

Сөйтіп жарық фотонының импульсы мен жарық толқыны ұзын-дығы арасындағы байланыс Планк тұрақтысы арқылы өрнектеледі.

Француз ғалымы Луи де Бройль жарықтың осы кор-пускулалық-толқындық табиғаты жөніндегі түсініктерді дамыта келе, 1924 ж. корпускулалық-толқындық дуализм тек оптикалық құбылыс-тарға тән ерекшелік емес, ол барлық микродүние физикасында жан-жақты қолданылуға тиіс деген батыл жорамал ұсынды.

Сонымен қозғалыстағы кез келген бөлшекпен бір толқындық процесс байланысқан болады.

(2)

Оптикалық құбылыстар жағдайында (1) өрнек фотон импульсын анықтау үшін пайдаланылады; фотон-тыныштық массасы нөлге тең, с жарық жылдамдығымен қозғалатын бөлшек. Осы қатынас, де-Бройльша, зат бөлшектеріне салыстырылатын жазық монохромат толқын ұзындығын береді:

(3)

Тыныштық массасы нөл емес бөлшектер үшін p=m. (2) өрнек-тері де-Бройль теңдеулері деп аталады. (3) өрнегімен анықталатын толқын ұзындығы де-Бройль толқын ұзындығы деп аталады.

Де Бройль толқын ұзындығын энергияның функциясы ретінде табалық. Егер U потенциалдар айырмасы әсерінен электрон  жылдам-дыққа ие болса, онда оның импульсы

тең болады. Осы электронмен де Бройль толқыны байланысқан, оның толқын ұзындығы

(4)

энергиясы бар электронның толқын ұзындығы рентген сәулелерінің толқын ұзындығымен шамалас болады. Осыдан егер де-Бройль жорамалы дұрыс болса, онда электрондар дифракциясы рентген сәулелерінің дифракциясына ұқсас кристалдық торларда байқалуға тиіс. Де Бройль жорамалы Девисон Эжермер тәжірибесінде дәлелденді.