- •Основные законы и формулы раздела “Волновая и квантовая оптика”.
- •ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Контрольная работа № 5
- •Интерференция света
- •В задачах данного раздела обязателен рисунок, показывающий ход лучей и область интерференции.
- •Дифракция света
- •Поляризация света
- •Тепловое излучение
- •Фотоэффект
- •Эффект Комптона
- •Раздел II Атомная и ядерная физика.
- •1.1 Основные положения теории Бора
- •2. Второй постулат Бора (правило частот).
- •3. Постулат квантования момента импульса.
- •1.2 Модель водородоподобного атома по Бору
- •1.4 Соотношение неопределенностей
- •а) для координат и импульса:
- •б) для энергии и времени:
- •1.5 Одномерное стационарное уравнение Шредингера
- •1.7 Радиоактивный распад
- •Число ядер, распавшихся за время Δt:
- •Число ядер, содержащихся в массе m радиоактивного вещества:
- •1.8 Правила смещения при радиоактивном распаде
- •при γ- излучении значения A и Z у ядра не изменяются.
- •1.9 Ядерные реакции
- •Энергетический эффект ядерной реакции рассчитывается по формуле:
- •Для определения длины волны де Бройля применим формулу:
- •Следовательно, скорость электрона:
- •Подставляя в соотношение неопределенностей, получаем
- •Подставляя ее в формулу для w получаем:
- •Для интегрирования произведем замену:
- •Тогда
- •При втором измерении
- •Согласно закону радиоактивного распада
- •После логарифмирования получим:
- •период полураспада:
- •Перейдем от масс ядер к массам атомов:
- •Так как массы электрона и позитрона одинаковы, то
- •В силу законов сохранения зарядового и массового числа имеем:
Подставляя в соотношение неопределенностей, получаем
Δp |
x |
|
L |
≥ |
h |
|||
2 |
2π |
|||||||
откуда |
|
|
|
|||||
|
h |
|
|
|
||||
L ≥ |
|
|
|
|
|
|||
π Δpx
Неопределенность импульса не должна превышать значения самого импульса, т.е.
Δpx = pe = 
2meEk ,
где Eк- кинетическая энергия электрона (Eк ≈ 10 эВ « Eo = 0,511 МэВ). Заменяя ΔPx максимальным его значением – импульсом электрона, получаем:
Lmin = |
|
h |
|
= |
|
6,63 10−34 |
|
|
|
1,23 10−10 (м) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
π |
2meEk |
3,14 2 9,1 10−31 1,6 |
10 |
−19 |
|||||||
|
|
|
|
|
|||||||
Пример 4. Электрон размещается в одномерной, бесконечно глубокой потенциальной яме шириной l. Найти вероятность того, что электрон в возбужденном состоянии с n=2 будет находиться в средней трети ямы.
Решение. Пусть яма расположена в интервале (0 , L) оси х , вероятность обнаружить частицу в интервале (L/3 , 2L/3).
2L
w = ∫3 ψ(x)2 dx
L 3
Для частицы в возбужденном состоянии n=2 волновая функция определена формулой (рис. 2.2):
|
|
|
2 |
|
2π |
|
||
Ψ2 |
(x) = |
|
sin |
|
x |
|||
L |
L |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||
Подставляя ее в формулу для w получаем:
2L
w = L ∫3 sin2 2πx dx 2 L L
3
36
