- •3.Основные законы геометрической оптики. Принцип Ферма.
- •14Интерференция в тонких пленках.Полосы равного наклона. Условия максимумов интерференции.Применение интерференции света.
- •16.Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Прямолинейность
- •17.Дифракция Френеля на круглом отверстии, на сплошном диске.Пятно Пуассона. Радиус зоны Френеля.
- •18.Дифракция Фраунгофера на одной щели,на двух щелях. Ширина дифракционного максимума.
- •20.Разрешающая способность дифракционной решетки. Критерий Релея.
- •21. Дифракция рентгеновских лучей. Рентгеноструктурный анализ. Формула Вульфа-Брэггов.
- •22. Взаимодействие света с веществом. Дисперсия,нормальная и анормальная.Закон Бугера.
- •23.Классическое объснение явления дисперсии.
- •24.Эффект Доплера для электромагнитный волн.
- •25. Эффект Черенкова,качественное объяснение.
- •26.Тепловое равновесное излучение. Излучательная и поглощательная способность. Закон Кирхгофа.Законы
- •27. Закон Рэлея-Джинса.Ультраф.Катастрофа.Гипотеза планка.
- •28.Фотоэффект.Уравнение Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта.
- •II. Максимальная начальная скорость (максимальная начальная кинетическая энергия) фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света, а определяется только его частотой .
- •29. Эффект Компотона,его объяснение из законов сохранения энергии и импульса.Энергия фотона и импульс
- •2 2 P c m c e
- •30 Волна вероятности.Опыт Джермера и Дэвинссона. Олна де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм.
- •2 4 2 2
- •0 M c p c
- •31. Волновая функция.Уравнение Шредингера.Стационарное уравнение.
- •I t I e t e e ( / )
- •I e t e ( / )
- •36. Туннельный эффект, его применения.
- •38. Излучение и поглощение света. Спонтанные переходы, резонансное поглощение, вынужденное излучение. Закон Бугера – Ламберта – Фабриканта.
- •39.Инверсная населенность. Отрицательное поглощение света. Лазеры и мазеры.
- •40.Устройство лазера. Рубиновый лазер, гелий–неонный лазер. Свойства лазерного излучения.
- •48.Нейтрон, открытие нейтрона. Сечение взаимодействия нейтрона с ядром.
- •49.Ядерные реакции. Искусственная радиоактивность.
- •50.Деление ядер. Альфа-распад. Альфа-активность.
- •51.Бета-распад. Бета-активность.
- •52. Термоядерные реакции. Термоядерный синтез.
- •54.Тормозное излучение. Коротковолновая граница сплошного рентгеновского излучения. Рентгеновская трубка.
- •59. Постулаты Эйнштейна. Замедление времени. Преобразования Лоренца.
- •60.Энергия и импульс в релятивистском случае. Связь массы и энергии. Инвариант в релятивистском случае.
I t I e t e e ( / )
, так что
(217.4)где Е — полная энергия частицы, постоянная в случае стационарного поля.
Подставляя (217.4) в (217.1), получим откуда после деления на общий
множитель
I e t e ( / )
и соответствующих преобразований придем к уравнению, определяющему функцию
:
32. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно и определенную координату (х, у, z), и определенную соответствующую проекцию импульса (рх, pу, pz), причем неопределенности этих величин удовлетворяют условиям
т. е. произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h.
Из соотношения неопределенностей следует, что, например, если микрочастица находится в состоянии с точным значением координаты (x = 0), то в этом состоянии соответствующая проекция ее импульса оказывается совершенно неопределенной (px ), и наоборот. Таким образом, для микрочастицы не существует состояний, в которых ее координаты и импульс имели бы одновременно точные значения. Отсюда вытекает и фактическая невозможность одновременно с любой наперед заданной точностью измерить координату и импульс микрообъекта.
33. Спектр излучения атома водорода. Формула Бальмера. Швейцарский ученый И. Бальмер (1825—1898) подобрал эмпирическую формулу, описывающую все известные в то время спектральные линии атома водорода в видимой области спектра:
где R'=1,10107 м–1 — постоянная Ридберга.* Taк как = c/, то формула может быть переписана для частот: где R=R'c=3,291015 с–1 . В ультрафиолетовой области спектра находится серия Лаймана:
В инфракрасной области спектра были также обнаружены:
Все приведенные выше серии в спектре атома водорода могут быть описаны одной формулой, называемой обобщенном формулой Бальмера:
34. Планетарная модель атома, ее недостатки. Постулаты Бора. Вывод радиуса n-ой боровской электронной орбиты и полной энергии на n-ой орбите. На основании своих исследований Резерфорд в 1911 г. предложил ядерную (планетарную) модель атома. Согласно этой модели, вокруг положительного ядра, имеющего заряд Zе (Z — порядковый номер элемента в системе Менделеева, е — элементарный заряд), размер 10–15—10–14 м и массу, практически равную массе атома, в области с линейными размерами порядка 10–10 м по замкнутым орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Так как атомы нейтральны, то заряд ядра равен суммарному заряду электронов, т. е. вокруг ядра должно вращаться Z электронов.
Для простоты предположим, что электрон движется вокруг ядра по круговой орбите радиуса r. При этом кулоновская сила взаимодействия между ядром и электроном сообщает электрону центростремительное ускорение. Второй закон Ньютона для электрона, движущегося по окружности под действием кулоновской силы, имеет вид
где тe, и v — масса и скорость электрона на орбите радиуса r, 0 — электрическая постоянная.
Уравнение содержит два неизвестных: r и v. Следовательно, существует бесчисленное множество значений радиуса и соответствующих ему значений скорости (а значит, и энергии), удовлетворяющих этому уравнению. Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Движение электронов по стационарным орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн.
В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие условию
где те — масса электрона, v — его скорость по n-й орбите радиуса rn, ћ = h/(2).
Втором постулат Бора (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) один фотон с энергией
равной разности энергий соответствующих стационарных состояний (Еn и Em — соответственно энергии стационарных состояний атома до и после излучения (поглощения)). При Еm<Еn происходит излучение фотона (переход атома из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией, т. е. переход электрона с более удаленной от ядра орбиты на более близлежащую), при Еm>Еn — его поглощение (переход атома в состояние с большей энергией, т. е. переход электрона на более удаленную от ядра орбиту). Набор возможных дискретных частот = (En—Em)/h квантовых переходов и определяет линейчатый спектр атома.
35.Движение свободной частицы. Собственные значения, собственные функции, удовлетворяющие уравнению Шредингера. Уравнение Шредингера имеет видгде ћ=h/(2), т—масса частицы, —оператор Лапласа i — мнимая единица, U (х, у, z, t) — потенциальная функция частицы в силовом поле, в котором она движется, (х, у, z, t) — искомая волновая функция частицы. Для уравнения Шредингера волновые функции должны быть конечными, однозначными и непрерывными вместе со своими первыми производными. Таким образом, реальный физический смысл имеют только такие решения, которые выражаются регулярными функциями . Но регулярные решения имеют место не при любых значениях параметра Е, а лишь при определенном их наборе, характерном для данной задачи. Эти значения энергии называются собственными. Решения же, которые соответствуют собственным значениям энергии, называются собственными функциями. Собственные значения Е могут образовывать как непрерывный, так и дискретный ряд. В первом случае говорят о непрерывном, или сплошном, спектре, во втором — о дискретном спектре.