Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Элементы квантовой физики, атомной физики, физики ядра, физики элементарных частиц, физики твердого тела. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.08.2026
Размер:
1000 Кб
Скачать

Поглощению фотона соответствуют переходы 1, 2 и 4. При переходе 1 разница энергетических уровней наибольшая.

Ответ: а).

7. Орбитальное квантовое число при заданном главном квантовом числе n может принимать целые значения от 0 до (n 1) .

Ответ: б).

8. Функция Ферми–Дирака описывает поведение частиц с полуцелым спином и имеет вид

f (E, T )

 

1

 

 

.

E

 

exp

 

 

1

 

kT

 

 

 

 

 

Ответ: б).

9. Температура Дебая – это температура, при которой возбуждаются все возможные типы колебаний кристаллической решетки и ниже которой необходимо учитывать квантовые свойства фононов. Температура Дебая вычисляется из условия

D ν,

 

D

 

1,38 10 23 1000

12

ν

h

 

6,63 10 34

20,81 10 Гц .

Ответ: б).

10.Полностью заполненная валентная зона энергетических уровней

вкристалле, граничащая с запрещенной зоной, соответствует диэлектрикам или полупроводникам. Диэлектрики от полупроводников отличаются величиной запрещенной зоны.

Ответ: а).

11. -излучение – это поток ядер гелия.

Ответ: г).

91

12. Уравнение ядерной реакции

2713 Al 42 He X 11H.

При ядерной реакции сохраняются зарядовое Z числа A .

27 4 1 A , A 27 4 1 30,

13 2 1 Z , Z 13 2 1 14,

следовательно, продуктом реакции является изотоп лития

Ответ: а).

и массовое

3014 Si .

92

7. ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

ТЕСТ № 1

1Опыты по дифракции микрочастиц свидетельствуют: а) о малых размерах микрочастиц; б) о кристаллической структуре твердых тел;

в) о том, что поведение микрочастиц подчиняется законам классической механики; г) о наличии у микрочастиц волновых свойств.

2Электрон и протон проходят через одну и ту же щель. Между неопределенностью импульса электрона pe и неопределенностью импульса протона pp выполняется соотношение:

а) pe pp ;

в) pe pp ;

б) pe pp ;

г) pe 2 pp .

3Электрон может находиться на второй боровской орбите атома водорода в течение t 1 нс . Неопределенность энергии второго

уровня (в джоулях – Дж) не менее ( 1,054 10 34

Дж с ):

а) 2,08 10 20;

в) 1,06 10 20 ;

 

б) 2,08 10 25;

г) 1,06 10 25.

 

 

93

 

4

Частицанаходитсяводномернойпотенциальнойяме. Припереходе

 

частицы со

второго уровня

с

энергией E2 на первый уровень

 

с энергией E1 испускается квант, энергия которого равна:

 

а) E1;

в) E2 E1;

 

 

 

 

 

 

 

 

б) E2;

г) E2 E1.

 

 

 

 

 

 

 

5

Если волновая функция имеет вид, указанный на рисунке, то ве-

 

роятность обнаружить электрон на участке

 

L

x 5L равна:

 

6

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

а)

2

;

в)

1

;

 

 

 

 

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

б)

1

;

г)

5 .

 

 

 

 

 

3

 

 

6

 

 

 

 

 

6

На 2 p- подоболочке атома максимально возможное число электро-

 

нов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 2;

в) 6;

 

 

 

 

 

 

 

 

б) 4;

г) 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Проекция спина (собственного момента импульса электрона) на

 

направление внешнего магнитного поля ( Lsz ) может принимать

 

значения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) 0;

б) 1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

в) ;

2

 

 

 

 

 

 

 

 

г) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94

8Системы каких квантовых частиц описываются функцией распределения Ферми–Дирака:

а) системы частиц с полуцелым спином; б) системы частиц только с целым спином;

в) системы частиц только с нулевым спином; г) системы частиц как с целым спином, так и с нулевым спином?

9На рисунке показано четыре вида зонных диаграмм. Полупроводнику соответствует зонная диаграмма:

Ec

а) Eg

EV

EV

б)

Ec

в)

Eс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Eg 1,1 эВ

EV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ec

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

Eg 5 эВ

 

 

 

 

EV

95

10Радиоактивность– это явление, заключающеесявсамопроизвольном: а) изменении энергии атомных ядер;

б) превращении одних атомных ядер в другие, сопровождаемые испусканием элементарных частиц;

в) испускании электромагнитных волн некоторыми атомными ядрами; г) слиянии атомных ядер.

11Ядро атома состоит: а) из протонов;

б) электронов и нейтронов; в) нейтронов и протонов; г) γ-квантов.

12Нейтрон распадается по схеме:

а) n p ;

в) n p e ;

б) n p e ;

г) n p .

ТЕСТ № 2

1Согласно гипотезе де Бройля частицы вещества обладают: а) как корпускулярными, так и волновыми свойствами; б) электрическими свойствами; в) только корпускулярными свойствами; г) только волновыми свойствами.

2Электрон массой m и зарядом e разгоняется в электрическом поле напряжением U . Длина волны де Бройля электрона равна:

а) 2h /

2meU ;

в) h /

2meU ;

б) h /

meU ;

г) 2h

meU .

3Предположим, что электрон и протон локализованы в одномерной области одинакового размера. У какой из частиц неопределенность скорости меньше:

а) у электрона;

в) у обеих частиц одинакова;

б) у протона;

г) у обеих частиц неопределенность

 

скорости равна нулю?

96

4Две одинаковые частицы помещены на первые уровни в два одномерных потенциальных ящика шириной L и 2L .Соотношение энергий частиц ( EL / E2L ) равно:

а) 4;

в) 0,5;

б) 1;

г) 0,25.

5Есливолноваяфункция имеетвид, указанныйнарисунке, тове-

роятность обнаружить электрон на участке 83 L x L равна:

а)

5

;

в)

1

;

 

8

 

 

2

 

б)

1

;

г)

3 .

 

4

 

 

8

 

6Электронпереходитватомеводородастретьего уровня первый и излучает электромагнитную волну с частотой (постоянная Рид-

берга R 3,29 10 15 c 1 ):

а) 0,46 10 15

с 1;

в) 1,24 10 15 с 1;

б) 2,92 10 15

с 1;

г) 2,47 10 15 с 1.

7Момент импульса электрона, находящегося на втором энергетическом уровне атома, может быть равен:

а) ;

в) 2 ;

б) 2;

г) 3 .

97

8

Сколькими способами можно разместить два тождественных бо-

 

зона по трем состояниям (ячейкам):

 

а) 2;

в) 1;

 

б) 4;

г) 6.

9

Выберите верные утверждения:

 

а) закон Дюлонга и Пти выполняется при температурах, близких

 

к абсолютному нулю;

 

б) закон Дюлонга и Пти утверждает, что теплоемкость зависит от

 

температуры;

 

 

в) закон Дюлонга и Пти выполняется при высоких температурах;

 

г) теплоемкостьтвердого тела при высоких температурах равна 3R.

10

Концентрация носителей тока в химически чистом полупровод-

 

нике зависит:

 

 

а) от температуры и химической природы вещества;

 

б) только от его химической природы;

 

в) от формы и размеров кристалла;

 

г) только от температуры.

11

Температура, которая указывает для каждого вещества ту область,

 

где становится существенным квантование энергии колебаний, –

 

это характеристическая температура:

 

а) Эйнштейна;

в) Ферми;

 

б) Дебая;

г) Дюлонга и Пти.

12

Период полураспада некоторого вещества составляет 20 дней.

 

Сколько вещества останется через 40 дней:

 

а) 25 %;

в) 50 %;

 

б) 0 %;

г) 75 %?

98

8. ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

Т1. в)

 

Т2. а)

 

 

Т3. б)

 

 

Т4. а)

 

 

Т5. а)

Т6. г)

 

Т7. в)

 

 

Т8. г)

 

 

Т9. а)

 

 

Т10. в)

Т11. б)

 

Т12. в)

 

 

Т13. а)

 

Т14. б)

 

 

Т15. а)

Т16. в)

 

Т17. г)

 

 

Т18. а)

 

Т19. а)

 

 

Т20. г)

Т21. б)

 

Т22. а)

 

 

Т23. б)

 

Т24. б)

 

 

Т25. б)

Т26. в)

 

Т27. а)

 

 

Т28. б)

 

Т29. а)

 

 

Т30. г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т31. г)

 

Т32. б)

 

 

Т33. в)

Т34. а), в), г)

 

Т35. в)

Т36. б)

 

Т37. в)

 

 

Т38. г)

 

 

Т39. а)

 

 

Т40. а)

Т41. а)

 

Т42. г)

 

 

Т43. а)

 

Т44. в)

 

 

Т45. в)

Т46. в)

 

Т47. б)

 

 

Т48. в)

 

Т49. а)

 

 

Т50. а)

Т51. в)

 

Т52. в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕСТ № 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер задания

1 г)

2 б)

 

3 г)

 

4 в)

 

5 а)

 

6 в)

Номер задания

7 б)

8 а)

 

9

в)

 

10 б)

 

11 в)

 

12 в)

 

 

 

 

ТЕСТ № 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер задания

1 а)

2 в)

 

3

б)

 

4 а)

 

5 а)

 

6 б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер задания

7 б)

8 г)

 

9

б)

 

10 а)

 

11 б)

 

12 а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

99

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Трофимова Т.И. Курс физики. – Москва, 2007.

2.Иродов И.Е. Волновые процессы. Основные законы / И.Е. Иродов. – Санкт-Петербург, 2003

3.Чертов А.Г. Задачник по физике / А.Г. Чертов, А.А. Воробьев. – Москва,

2007.

4.Сарина М.П. Квантовая физика / М.П. Сарина. – Новосибирск, 2016.

5.СаринаМ.П. Оптика, квантоваяприродаизлучения. Элементыквантовой механики. Основы физики твердого тела. Ядерная физика / М.П. Сарина. – Новосибирск, 2018.

6.Сарина М.П. Физика твердого тела / М.П. Сарина. – Новосибирск, 2017.

100

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]