|
|
2 |
U (x, y, z,t) i d |
– общее уравнение Шредингера |
|
2m |
|
|
dt |
|
(уравнение Шредингера, зависящее от времени), описывающее волновую функцию микрочастицы (x, y, z,t) .
2hm2 (E U ) 0 – уравнение Шредингера для стационарных состояний микрочастицы описывающих волновой функцией (x, y, z,t)
(x,t) Aexp |
i |
(Et px x) |
– волновая функция, описывающая одномер- |
|
|
|
|
ное движение свободной микрочастицы.
En 2 2 n2 – собственныезначенияэнергиимикрочастицы, находящейся
2ml2
на n-м энергетическом уровне в одномерной прямоугольной «потенциальной яме» с бесконечно высокими «стенками».
n (x) |
2 sin |
n |
x – собственная волновая функция микрочастицы, со- |
|
|
l |
l |
ответствующая вышеприведенному собственному значению энергии En .
D D exp |
2 |
2m(U E)l |
|
– коэффициент прозрачности D |
прямо- |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
угольного потенциального барьера конечной ширины l .
d |
2 |
|
|
2m |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
E |
m 0 x |
|
|
0 |
– уравнение Шредингера для линейного гар- |
dx2 |
h2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
монического осциллятора в квантовой механике, где (x) – волновая
функция описывающая стационарные состояния колеблющейся микрочастицы.
|
|
|
1 |
|
En n |
2 |
0 – уравнение для собственных значений энергии линейного |
|
|
|
|
гармонического осциллятора в квантовой механике |
E 1 |
|
|
– уравнение для энергия нулевых колебаний квантового гармо- |
0 |
2 |
0 |
|
нического осциллятора, полученное из вышеприведенного уравнения для собственных значений энергии En .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элементы физики атомов и молекул |
|
U (r) |
|
|
Ze2 |
|
|
|
– потенциальная энергия U (r) взаимодействия электрона с |
4 0r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ядром в водородоподобном атоме. |
|
En |
Z 2me4 |
|
|
1 |
|
|
– |
уравнение для собственных значений энергий |
En |
8h2 02 |
|
n2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
электрона в водородоподобном атоме. |
|
E E |
|
|
me4 |
|
– уравнение для энергия ионизации атома водорода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
1 |
|
|
|
8h2 02 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полученное с учётом Еi |
En En 1 0 En 1. |
|
Ll |
l(l 1) |
|
– уравнение для момента импульса (механический орбиталь- |
ный момент) электрона. |
|
|
Llz hml – уравнение для проекции момента импульса на направление |
z |
внешнего магнитного поля. |
|
l 1, |
|
|
ml |
0, 1 |
– |
правила отбора для орбитального и магнитного |
квантовых чисел. |
|
|
r |
|
|
100 (r) |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
– нормированная волновая функция, отвечающая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
s – состоянию (основному состоянию) электрона в атоме водорода, |
|
dW |
|
100 |
|
|
2 dV |
|
100 |
|
2 4 r2dr – вероятностьобнаружитьэлектронватоме |
|
|
|
|
водорода, находящемся в s – сосгоянии в интервале от r до r dr . |
|
Ls |
s(s 1) |
|
|
– уравнение для спина (собственный механический момент |
импульса) электрона. |
|
|
|
|
|
|
Lsz hms |
|
|
– уравнение для проекции спина электрона на направление |
z |
внешнего магнитного поля. |
|
Z (n,l,m1,m2 ) 0 – принцип Паули в отношении квантовых чисел.. |
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z (n) 2(2l 1) 2n2 |
– максимальное число электронов Z (n) , находя- |
|
|
|
l 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щихсявсостояниях, определяемыхзаданнымглавнымквантовымчисломп.min eUch – коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра.
v R(Z )2 m12 n12 – закон Мозли, определяющий частоты спектраль-
ных линий характеристического рентгеновского излучения,
v R(Z 1)2 |
|
1 |
|
1 |
|
– закон Мозли для линии K ( 1) . |
|
2 |
2 |
|
1 |
|
2 |
|
|
|
nз C2 exp |
E1 |
EF |
|
Элементы физики твердого тела |
|
– концентрация электронов в зоне проводимости и |
|
|
kT |
|
|
|
|
дырок в валентной зоне у полупроводников.
EF 2E – уровень Ферми в собственном полупроводнике.
0 exp – удельная проводимость собственных полупроводников.
kT
5.4. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц
1
R R0 A3 – эмпирическое уравнение для радиуса ядра R ( А – массовое число ядра).
|
|
с |
2 |
ZmН (A Z )mп m с |
2 |
– уравнение для |
Eсв Zmp (A Z )mп mя |
|
|
энергии связи нуклонов в атомном ядре.
|
|
|
|
уравнение для де- |
m Zmp (A Z )mп mя ZmН (A Z )mп m – |
фекта массы атомного ядра. |
|
E |
|
Eсв |
|
– уравнение для удельной энергии связи атомного ядра (энергия |
|
|
св |
|
|
A |
|
|
связи, отнесенная к одному нуклону). |
|
Lя I (I 1) – уравнение для собственного момента импульса (спин) |
атомного ядра. |
|
pmx gяLя |
– уравнение связи магнитного момента |
pmx и собственного |
момента импульса (спина) Lя атомного ядра. |
|
я |
|
e |
|
– ядерный магнетон (единица измерения магнитного момента |
|
2mp |
|
|
|
|
атомного ядра.
dN Ndt – дифференциальное уравнение для малого числа ядер, распавшихся в среднем за промежуток времени от t до t dt .
dNdt N – уравнение для скорости распада ядер в образцах (число
распадов в образце −dN, произошедшее за короткий интервал времени dt).
N N0 exp( t) – уравнение для числа нераспавшихся ядер N на момент времени t согласно закону радиоактивного распада.
N N0 N N0 1 exp( t) – уравнение для числа ядер, распавшихся за время t .
T |
ln 2 |
– уравнение связи периода полураспада T |
и постоянной |
1/2 |
|
1/2 |
|
радиоактивного распада .
1 – уравнение связи среднего времени жизни радиоактивного ядра и постоянной распада .
A |
|
dN |
|
N |
уравнение для скорости |
распада ядер A |
(активность |
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
нуклида). |
|
|
|
|
ZA X ZA 42 Y 24 |
Не – правила смещения для – распада. |
|
ZA X ZA 1 Y 10е |
|
|
|
|
|
|
|
|
– правила смещения для – распада и – распада. |
и |
|
|
|
|
A |
|
|
A |
0 |
|
|
|
Z X Z 1 Y 1е |
|
|
|
A X 0 |
e A |
Y 0 |
v – схема захвата электрона ядром A X (е |
– захват). |
Z |
|
1 |
|
Z 1 |
0 |
e |
Z |
|
ZA X a ZA'' Y b – символическая запись ядерной реакции с участием |
Q (m1 m2 ) (m3 |
m4 ) c2 – уравнение для энергии ядерной реакции с |
учётом масс ядер и частиц (при Q 0 – |
экзотермическая реакция, а при |
Q 0 – эндотермическая реакция).
Q (T1 T2 ) (T3 T4 ) – уравнение для энергии ядерной реакции с учётом кинетических энергий ядер и частиц (T1 ,T2 ,T3 T4 – кинетические энергии
ядра-мишени, бомбардирующей частицы, испускаемой частицы и ядра продукта реакции).
dN |
|
N(k 1) |
|
dt |
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
– два уравнения для скорости нарастания цепной |
или |
|
|
|
|
|
|
|
(k 1)t |
N N0 exp |
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
реакции ( N0 – число нейтронов в начальный момент времени t0 0 ; N – число нейтронов в любой момент времени t ).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Трофимова, Т.И. Курсфизики[Текст] / Т.И. Трофимова. – М.: КноРус, 2015. – 592 с.
2.Бондарев, Б.В. Курсобщей физики / Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников,
Г.Г. Спирин. – М.: Юрайт, 2013. – 354 с.
3.ГрабовскийР.И. Курсфизики. [Текст] / Р.И. Грабовский. – СПб.: Лань, 2012. – 608 с.
4.Ливенцев, Н.М. Курс физики [Текст] / Н.М. Ливенцев. – СПб.: Лань, 2012. – 672 с.
5.Сивухин, Д.В. Общий курс физики. [Текст] / Д.В. Сивухин. – М.:
Физматлит, 2014. – 560 с.
6.Никеров, В.А. Механика и молекулярная физика. [Текст] / В.А. Никеров. – М.: Дашков и К, 2012. – 136 с.
7.Хавруняк, В.Г. Курс физики / В.Г. Хавруняк. – М.: ИНФРА-М, 2014.
–400 с.
315
4. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ |
|
ЧАСТИЦ..................................................................................................... |
241 |
4.1. Физика атомного ядра........................................................................ |
241 |
Атомные ядра и их описание. Дефект массы. Энергия связи ядра. |
|
Спин ядра и его магнитный момент. Ядерные силы. Модели |
|
ядра. Радиоактивное излучение и его виды. Закон |
|
радиоактивного распада. Правила смещения. Радиоактивные |
|
семейства. αраспад. β-распад. -излучение и его свойства. |
|
Приборы для регистрации радиоактивных излучений и частиц. |
Сцинтилляционный счетчик. Импульсная ионизационная |
|
камера. Газоразрядный счетчик. Полупроводниковый счетчик. |
Камера Вильсона. Диффузионная и пузырьковые камеры. |
|
Ядерные фотоэмульсии. Ядерные реакции и их классификация. |
Позитрон. β -распад. Электронно-позитронные пары, |
|
их аннигиляция. Электронный захват. Реакция деления ядра. |
|
Цепная реакция деления. Ядерные реакторы. Реакция синтеза |
атомных ядер. Термоядерная реакция |
|
Контрольные вопросы......................................................................... |
273 |
4.2. Физика элементарных частиц........................................................... |
274 |
Космическое излучение. Мюоны и их свойства. Мезоны |
|
иих свойства. Типы взаимодействий элементраных частиц. Описание трёх групп элементарных частиц. Частицы
иантичастицы. Принцип зарядового сопряжения. Нейтрино
иантинейтрино, их типы. Гипероны. Странность и четность элементарных частиц. Характеристики лептонов и адронов. Классификация элементарных частиц. Кварки
Контрольные вопросы......................................................................... |
289 |
4.3. Воздействия ядерных излучений и их применение в технике...... |
290 |
5. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН |
|
И СВЯЗЕЙ МЕЖДУ НИМИ НА ОСНОВЕ ЗАКОНОВ........................ |
300 |
5.1. Основы молекулярной физики и термодинамики.......................... |
300 |
5.2. Оптика и квантовая природа излучения.......................................... |
304 |
5.3. Элементы квантовой физики атомов, молекул и твердых тел...... |
309 |
5.4. Элементы физики атомного ядра и элементарных частиц............ |
313 |
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................ |
315 |
Учебное издание
Мельниченко Пётр Петрович
ФИЗИКА.
ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ
ИТЕРМОДИНАМИКИ. ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ АТОМОВ, МОЛЕКУЛ И ТВЁРДЫХ ТЕЛ. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА
ИЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
Учебное пособие по направлению подготовки
20.03.01 «Техносферная безопасность»
Под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. Г.И. Грейсуха
В авторской редакции Верстка Н.В. Кучина
_______________________________________________
Подписано в печать 06.09.2016. |
Формат 60х84/16. |
Бумага офисная «Снегурочка». Печать на ризографе. |
Усл.печ.л. 18,6. |
Уч.-изд.л. 20,0. |
Тираж 80 экз. |
Заказ № 546. |
|
|
|
Издательство ПГУАС. 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28.
320
