Laboratornye_raboty_po_fome / 5 Одиночные фотоны / !Методические указания - Единичные фотоны

3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

3.1 Цель работы

Целью данной работы является ознакомление с понятием единичных фотонов, методикой их получения и ознакомление с опытом, доказывающим корпускулярно-волновую природу фотонов.

3.2 Порядок выполнения работы

1.Ознакомиться с теоретическим материалом по данной лабораторной работе.

2.Пройти тестирование, ответив на заданные вопросы. Если тест не пройден, заново изучить теоретический материал.

3.Приступить к выполнению лабораторной работы.

4.Изменяя количество фотонов, участвующих в эксперименте, пронаблюдать эксперимент по антисовпадению. Убедиться в том, что счётчик одновременного срабатывания фотонов не регистрирует совпадений.

5.Занести в протокол наблюдений информацию, полученную в результате моделирования эксперимента.

6.Повторить пункт 4 несколько раз, изменяя количество частиц, участвующих в эксперименте.

7.Сделать выводы по проделанной работе.

варьирования высоты потенциала (U) при постоянных значениях энергии (E)

имассы частицы; как в области E>U ,так и для U >E. Построить график зависимости R = f(U).

3.Для высокого потенциального скачка (U>E) исследовать зависимость глубины проникновения X в классически недоступную область от изменения энергии частицы (E) при постоянных высоте ступени (U) и массе частицы. Построить график зависимости X= f(E).

4.Для высокого потенциального скачка (U>E) исследовать зависимость глубины проникновения X в классически недоступную область от изменения высоты ступени (U) при постоянных значениях энергии частицы (E) и ее массы. Построить график зависимости X = (U0);

5.Для высокого потенциального скачка (U>E) исследовать зависимость глубины проникновения X в классически недоступную область от изменения массы частицы при постоянных значениях высоты ступени (U)

иэнергии частицы (E). Построить график зависимости X = f(mas);

6.Для высокого потенциального барьера U>E исследовать зависимость величины коэффициента отражения (R) от барьера при варьировании энергии частицы (E) при постоянных: высоте барьера (U), ширине барьера - L, массе частицы. Построить график зависимости R = f(E).

7.Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать зависимость величины коэффициента отражения (R) от барьера при варьировании высоты потенциального барьера (U) при постоянных: энергии частицы (E), ширине барьера - L, массе частицы. Построить график зависимости R = f(U0).

8.Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать

зависимость величины коэффициента отражения (R) от барьера при варьировании массы частицы при постоянных: высоте барьера (U0), ширине барьера - L, энергии частицы (E). Построить график зависимости R = f(mas).

9. Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать зависимость величины коэффициента отражения (R) от барьера при

варьировании ширины барьера L при постоянных: высоте барьера (U), энергии частицы (E), массе частицы. Построить график зависимости R = f(L).

10.Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать зависимость величины коэффициента просачивания (D1) сквозь барьер при варьировании ширины барьера - L при постоянных: высоте барьера (U), энергии частицы (E), массе частиц. Построить график зависимости D1 = f(L).

11.Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать зависимость величины коэффициента просачивания (D1) сквозь барьер при варьировании высоты барьера (U) при постоянных: ширине барьера - L, энергии частицы (E), массе частицы. Построить график зависимости D1=f(U).

12.Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать зависимость величины коэффициента просачивания (D1) сквозь барьер при варьировании энергии частицы (E) при постоянных: ширине барьера L, высоте барьера (U), массе частицы m. Построить график зависимости D1 =

f(E).

13. Для высокого потенциального барьера (U>E) исследовать зависимость величины коэффициента просачивания (D1) сквозь барьер при варьировании массы частицы при постоянных: ширине барьера - L, высоте барьера (U), энергии частицы (E). Построение графика зависимости D1=f(mas).

3.4 Требования к оформлению отчета по лабораторной работе

Отчёт по лабораторной работе выполняется на листах белой бумаги формата A4 в печатном или рукописном виде.

При оформлении отчёта в печатном виде желательно соблюдать следующие требования. Для заголовков: полужирный шрифт, 14 пт, центрированный. Для основного текста: нежирный шрифт, 14 пт, выравнивание по ширине. Во всех случаях тип шрифта – Times New Roman,

отступ абзаца 1.25 см, полуторный междустрочный интервал. Поля: левое – 3 см, остальные – 2 см.

Отчёт формируется в следующем порядке:

1)Титульный лист.

2)Протокол к лабораторной работе с подписью преподавателя. Протокол к лабораторной работе является лабораторным журналом,

содержащим необходимые для выполнения лабораторной работы исходные данные, зафиксированные в процессе выполнения лабораторной работы наблюдения. Без подписанного преподавателем протокола отчет к защите не принимается.

3) Цель работы.

Цель работы показывает, для чего выполняется работа. 4) Краткое содержание работы.

Краткое содержание работы включает теоретическое описание тематики лабораторной работы, описание моделей, методов и алгоритмов, необходимых для обработки полученных данных, основных формул.

5) Обработка результатов.

Обработка результатов включает описание хода выполнения работы, перечень полученных результатов, сопровождающихся необходимыми комментариями, промежуточными выводами, графиками, и т. д.

6) Выводы по результатам выполнения работы.

Выводы по работе делаются на основании обобщения полученных результатов.

3.5 Контрольные вопросы

1.В чем отличие классической механики от квантовой?

2.Перечислите особенности квантово-механического описания.

3.В чем состоит гипотеза де-Бройля?

4.Каково толкование волн де-Бройля?

5.Объясните смысл понятия «нормировки» волновой функции.

6.Напишите волновую функцию свободно движущейся микрочастицы.

7.В чем заключается принцип неопределенностей?

8.Запишите стационарное уравнение Шредингера.

9.Что называется собственными функциями и собственными значениями?

10.Перечислите условия, накладываемые на волновую функцию.

11.В чем смысл принципа суперпозиции?

12.Напишите решения уравнения Шредингера для низкого скачка потенциала (E>U0)

13.Вывезите коэффициент отражения (R) от низкого скачка

потенциала

14.Написать решения уравнения Шредингера для высокого скачка потенциала (E<U0).

15.Вывезите коэффициент отражения (R) от высокого скачка потенциала (E<U0).

16.Написать решения уравнения Шредингера для частицы с энергией E<U0 в области 0<x<L при ее падении на потенциальный барьер конечных размеров.

Список рекомендуемой литературы

1.Савельев К.В. Курс общей физики, т.3, М.: Наука,1982.-314 с.

2.Дудникова Т. А Методические указания «Движение микрочастиц

впотенциальных полях», 1990.

3.Бом Д. Квантовая теория ГИФМЛ, М.: 1961.

4.Ландау Л.Д. Квантовая механика. Нерелятивистская теория. М.: Наука, 1974.-378 с.

Содержание

Марголин Владимир Игоревич Скобелев Виталий Николаевич Тупик Виктор Анатольевич Фантиков Валентин Сергеевич

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы

«Исследование движения микрочастиц в потенциальных полях» по курсу «Физические основы микроэлектроники»

Редактор И. Г. Скачек ЛР № 020617 от 24.06.98

_____________________________________________________________

Подписано в печать Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 3.26. Уч.-изд. л. 3.5.

Тираж 75 экз. Заказ Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

_____________________________________________________________

197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5