Оптика 4 семак / Физика Евдокимов / Ph3_Colloq_TK2_2021

ПРОГРАММА теоретического коллоквиума ТК2 по курсу "Физика, ч.3"

для студентов 2-го курса ТПУ в весеннем семестре 2020-21 гг.

1 Фотоны. Связь характеристик частицы и волны. Фотоэффект: схема эксперимента и основные законы. Опыты Боте. 2 Эффект Комптона: результаты экспериментов, вывод формулы Комптона.

3 Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Нормальная и аномальная дисперсия. Поглощение света. Закон Бугера. Спектр поглощения.

4 Классическая теория дисперсии. Вывод формул для комплексной диэлектрической проницаемости, комплексного показателя преломления, показателя преломления и показателя поглощения.

5 Классическая теория дисперсии. Анализ зависимости показателя преломления при различных значениях частоты. Нормальная дисперсия и аномальная дисперсия. Рассеяние света. Закон Рэлея.

6 Электростатическая модель атома (модель Томсона). Опыты Резерфорда. Неустойчивость классической модели атома.

7 Особенности спектров излучения атомов. Постулаты Бора. Теория Бора одноэлектронных атомов: вывод формул для радиуса, скорости, энергии на n-ой боровской орбите.

8 Серии линий в спектре излучения атома водорода. Вывод формулы Бальмера-Бора. 9 Гипотеза де-Бройля. Волны де Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера.

10 Опыты Томсона и Тартаковского. Опыты Бибермана, Сушкина и Фабриканта и опыты Яноши и Бергера.

11 Дифракция пучка электронов на щели: связь неопределенности координаты и импульса. Принцип неопределенности. Оценка энергии основного состояния атома водорода из принципа неопределенности.

12 Основные положения квантовой теории. Состояние квантовой частицы. Волновая функция: физический смысл, нормировка. Принцип суперпозиции.

13 Описание физических величин в квантовой теории. Свойства операторов физических величин. Теорема Эренфеста. Средние значения физических величин. Квантовое уравнение движения.

14 Условия точного измерения физической величины в квантовой теории. Одновременное измерение двух физических величин. Формулировка принципа неопределенности для двух произвольных физических величин.

15 Стационарное уравнение Шредингера: вывод. Термы и орбитали стационарных состояний. Стандартные требования к волновой функции.

16 Квантовая частица в прямоугольной одномерной потенциальной яме с бесконечными стенками: вывод формул для термов и орбиталей.

17 Прохождение частицы над прямоугольным бесконечно-широким потенциальным барьером: вывод коэффициентов отражения и прохождения через барьер. Прохождение частицы через прямоугольный потенциальный барьер конечной ширины и барьер произвольной формы: формула для коэффициента прохождения.

18 Стационарное уравнение Шредингера для одноэлектронного атома. Уравнения на сферическую и радиальную функции. Собственные значения и функции операторов квадрата и проекции орбитального момента. Угловое распределение электронной плотности.

19 Стационарное уравнение Шредингера для одноэлектронного атома. Уровни энергии. Квантовые числа n, l, m. Общий вид решения для радиальной части. Радиальное распределение электронной плотности. Вырождение термов.

20 Опыты Штерна и Герлаха: схема эксперимента и основные результаты. Орбитальный механический и магнитный моменты электрона. Пространственное квантование орбитального момента. Спин электрона. Полный механический и магнитный моменты.

21 Многоэлектронные атомы. Структурные единицы атома. Правила заполнения электронных оболочек: принцип минимума энергии, принцип Паули, правила Хунда. Электронная конфигурация.

22 Периодическая система элементов. Схема заполнения оболочек в зависимости от числа электронов в атоме на примере трех первых периодов. Отклонения от идеальной схемы заполнения.