- •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.
36. Туннельный эффект, его применения.
Для описания туннельного эффекта(микрообъект может пройти сквозь потенциальный барьер) используют понятие коэффициента прозрачности D потенциального барьера, определяемого как отношение плотности потока прошедших частиц к плотности потока падающих. Можно показать, что
Для того чтобы найти отношение |А3/А1|2, необходимо воспользоваться условиями непрерывности и ' на границах барьера х=0 и х=l: Совместное решение уравнений для прямоугольного потенциального барьера дает (в предположении, что коэффициент прозрачности мал по сравнению с единицей)
где U — высота потенциального барьера, Е — энергия частицы, l — ширина барьера, D0 — постоянный множитель, который можно приравнять единице. Из выражения следует, что D сильно зависит от массы т частицы, ширины l барьера и от (U—E); чем шире барьер, тем меньше вероятность прохождения сквозь него частицы.
Для потенциального барьера произвольной формы, удовлетворяющей условиям так называемого квазиклассического приближения (достаточно гладкая форма кривой), имеемгде U=U(x). Туннельное прохождение сквозь потенциальный барьер лежит в основе многих явлений физики твердого тела (например, явления в контактном слое на границе двух полупроводников), атомной и ядерной физики (например, -распад, протекание термоядерных реакций).
37. Электрон в атоме. Квантовые числа. Принцип запрета Паули. Квантованные значения энергии Еn называются уровнями энергии, а число п, определяющее энергетические уровни частицы, называется главным квантовым числом.
Принцип паули: в системе одинаковых фермионов любые два из них не могут одновременно находиться в одном и том же состоянии. Отметим, что число однотипных бозонов, находящихся в одном и том же состоянии, не лимитируется.
Состояние электрона в атоме однозначно определяется набором четырех квантовых чисел:
Распределение электронов в атоме подчиняется принципу Паули, который может быть использован в его простейшей формулировке: в одном и том же атоме не может быть более одного электрона с одинаковым набором четырех квантовых чисел п, l, ml и тs т. е.
где Z(п, l, ml, тs) — число электронов, находящихся в квантовом состоянии, описываемом набором четырех квантовых чисел: п, l, ml, тs. Таким образом, принцип Паули утверждает, что два электрона, связанные в одном и том же атоме, различаются значениями по крайней мере одного квантового числа.
38. Излучение и поглощение света. Спонтанные переходы, резонансное поглощение, вынужденное излучение. Закон Бугера – Ламберта – Фабриканта.
Поглощение-если свет (фотоны с частотой ν21) проходит через группу атомов, существует вероятность, что свет будет поглощѐн атомом, находящимся в основном состоянии, что вызовет его переход к возбуждѐнному состоянию. Вероятность поглощения пропорциональна интенсивности света, а также количеству атомов N1, находящихся в основном состоянии.Процесс испускания фотона возбужденным атомом (возбужденной микросистемой) без каких-либо внешних воздействий называется спонтанным (или самопроизвольным) излучением. Чем больше вероятность спонтанных переходов, тем меньше среднее время жизни атома в возбужденном состоянии. Так как спонтанные переходы взаимно не связаны, то спонтанное излучение некогерентно.Если на атом, находящийся в возбужденном состоянии 2, действует внешнее излучение с частотой, удовлетворяющей условию hv=E2–E1, то возникает вынужденный (индуцированный) переход в основное состояние 1 с излучением фотона той же энергии hv=E2–E1 . Возникающее в результате таких переходов излучение называется вынужденным (индуцированным) излучением. Таким образом, в процесс вынужденного излучения вовлечены два фотона: первичный фотон, вызывающий испускание излучения возбужденным атомом, и вторичный фотон, испущенный атомом. В средах с инверсными состоящими вынужденное излучение может превысить поглощение, вследствие чего падающий пучок света при прохождении через эти среды будет усиливаться (эти среды называются активными). В данном случае явление протекает так, как если бы в законе Бугера I=I0e–x (см. (187.1)) коэффициент поглощения , зависящий, в свою очередь, от интенсивности излучения, стал отрицательным.Впервые на возможность получения сред, в которых свет может усиливаться за счет вынужденного излучения, указал в 1939 г. российский физик В. А. Фабрикант, экспериментально обнаружив вынужденное излучение паров ртути, возбужденных при электрическом разряде.