Раздел: Электричество и магнетизм

Лекция № 17

Электромагнитные колебания и волны

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Колебательный контур.

2. Формула Томсона.

3. Электромагнитные волны.

4. Уравнение Максвелла.

5. Шкала электромагнитных волн.

Краткое содержание лекции

1–2. Колебательный контур. Формула Томсона

Электрическая цепь, состоящая из индуктивности и емкости, называется колебательным контуром.

В контуре происходят электрические колебания тока. Рассмотрим закон, по которому происходят колебания в контуре.

;

По второму правилу Кирхгофа следует, что

дифференцированное уравнение колебаний.

Обозначим:

–формула Томсона.

3. Электромагнитные колебания

Периодически повторяющиеся изменения силы тока в катушке и напряжения между обкладками конденсатора без потребления энергии от внешних источников называются свободными электромагнитными колебаниями.

4. Уравнения Максвелла

Iуравнение Максвелла

–IIуравнение Максвелла

IIIуравнение Максвелла (теорема Остроградского–Гаусса)

IVуравнение Максвелла

–Vуравнение Максвелла

Раздел: Атомная и ядерная физика

Лекция № 24

Атомная физика

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Исторический обзор развития атомной и ядерной физики.

2. Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору.

3. Закон Ридберга и объяснение на его основе спектров излучения.

Краткое содержание лекции

1. Исторический обзор развития атомной и ядерной физики

I1896-1918 г.г.

В 1896 Беккерель обнаружил явление радиоактивности урана.

- «+»

- «-»

- нейтральное

В 1903 г. Томпсон предложил модель атома

В 1911 г. Резерфорд предложил планетарную модель атома.

В 1913 г. Нильс Бор предложил свою модель:

Электроны движутся по орбитам, соблюдая свои законы.

II1919-1913 г.г.

А) искусственное превращение атомов под действием - частиц;

Б) исследованы космические лучи;

В) открыты новые элементарные частицы (нейтрино)

III1935-1938 г.г.

А) открыто деление урана под действием нейтронов;

Б) изобретены искусственные источники быстрых частиц;

IV1938-1945 г.г.

А) в этот период создана атомная бомба, так как

-была открыта реакция деления тяжёлых ядер;

-осуществлена цепная ядерная реакция;

V1946-2006 г.г.

Открыты новые элементарные частицы и началось использование атомных электростанций:

в 1954 г. – в России

в 1956 г. – в Англии

в. 1958 г. – в США

в. 1959 г. – во Франции

2. Постулаты Бора. Модель атома водорода по Бору

Предполагается, что ядро заряжено положительно, вокруг находятся отрицательные электроны, атом в целом нейтрален.

Постулаты Бора:

IЭлектроны в атоме могут находиться только в некоторых устойчивых состояниях (стационарное состояние). Находясь в этом состоянии атом не излучает электромагнитных волн.

IIАтом излучает или поглощает энергию при переходе из одного стационарного состояния в другое.

- так появляется спектральная линия

IIIИз всех возможных состояний в атоме осуществляются только те, для которых момент количества движения равен целому числу.

- момент количества движения

;

- радиус орбиты

- радиус орбиты по Бору

- энергия электростатического поля (энергия орбиты)

;

- полная энергия электрона на орбите

3. Закон Ридберга и объяснение на его основе спектров излучения

- гдеnиk– номера орбит

1 серия Лаймана

2 серия Бальмера

3 серия Пашена

Учебные наглядные пособия:

Демонстрации:

1. Строение атома. 2 ч., ВУЗ, ч-б, 1977г.;DVD–фильм

Часть 1. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома и ее несовместимость с классической электродинамикой.

Спектральные закономерности в спектре атома водорода. Серия Бальмера. Понятие о спектральных термах. Постулаты и модель атома Бора. Объяснение теорией Бора спектральных закономерностей в спектре атома водорода.

Гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц.

Раздел: Атомная и ядерная физика

Лекция № 25

Атомная физика

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Размер и состав атомного ядра. Опыты Резерфорда.

2. Дефект масс и энергия связи.

3. Радиоактивность и виды радиоактивных распадов.

4. Законы радиоактивного распада.

Краткое содержание лекции

1. Размер и состав атомного ядра. Опыты Резерфорда

Опыты показали, что размер ядра 10^-14; 10^-15; размеры ядраd=10^-10м.

Атомное ядро состоит из протонов (р) и нейтронов (n)

Протон – положительно заряженная частица

Нейтрон – нейтрален

Нейтроны и протоны называют нуклонами

X– любое вещество

Z– зарядовое число

А – массовое число

Z– число протонов

А – общее число нуклонов

(А-Z) – число нейтронов

Число электронов равно числу протонов

2. Дефект масс и энергия связи.

Эксперимент показал, что масса ядра меньше, чем масса составляющих его нуклонов.

Это явление получило название дефект масс.

- дефект масс

Всякому изменению массы должно следовать изменение энергии.

- энергия связи

3. Радиоактивность и виды радиоактивных распадов

В 1896 г. Беккерель обнаружил самопроизвольное испускание ураном нового вида излучения.

Явление испускания радиоактивного излучения получило название радиоактивность.

Радиоактивность – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов излучения.

Виды радиоактивного излучения:

- искусственное;

- естественное.

- излучение - это поток ядер гелия

- излучение – это поток электронов

- излучение – это электромагнитное излучение

4. Законы радиоактивного распада

Эксперименты показывают, что число ядер () распавшихся в интервале времени отдобудет определяться по формуле:

- число не распавшихся ядер к моменту времени.

- постоянная радиоактивного распада

Знак «-» показывает, что >0,то<0 или числоуменьшится при распаде.

;

;

;

- закон радиоактивного распада

- число не распавшихся ядер в начальный момент времени

- число не распавшихся ядер по прошествии времени

;

- активность нуклонов – число распадов за единицу времени.

IIзакон радиоактивного распада

Пусть вещество:

- закон сохранения зарядового и массового чисел

Пример:

- протон

- нейтрон