- •1.Поступательное движение материальной точки. Скорость, ускорение (среднее, мгновенное). Уравнение движения при равноускоренном прямолинейном движении.
- •2. Вращательное движение (равномерное, неравномерное) материальной точки. Угловая скорость и ускорение. Связь между линейными и угловыми характеристиками движения.
- •3.Классические законы динамики поступательного движения. Основной закон динамики материальной точки.
- •8. Первое начало термодинамики
- •9.Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.
- •10. Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей.
- •11. Электрический потенциал. Разность потенциалов. Работа по перемещению зарядов в электрическом поле.
- •12.Обобщенный закон Ома в интегральной форме для участка цепи и полной цепи.
- •14. Магнитное поле электрического тока. Индукция и напряженность магнитного поля. Правило Ампера для расчета силы, действующей на проводник с током в магнитном поле
- •15. Действие мп на движущийся заряд. Сила Лоренца.
- •16. Магнитное взаимодействие проводников с током. Определение силы тока в 1 Ампер.
- •17. Уравнение световой волны. Когерентность и монохраматичность световых волн.
- •18.Интерференция света. Интерференционная картина от двух когерентных источников.
- •19.Явление дифракции света. Положения принципа Гюйгенса-Френеля. Дифракция Фраунгофера на щели и дифракционной решётке. Рентгеноструктурный анализ.
- •20. Тепловое излучение и люминесценция. Абсолютное чёрное тело. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана. Законы Вина. Квантовая гипотеза. Формула Планка.
- •21.Единство волновых и корпускулярных свойств элм излучения. Гипотеза де-Бройля. Опытное обоснование корпускулярно-волнового дуализма веществ. Опыты Дэвиссона и Джермера.
- •23.Волновая функция, её статистический смысл. Соотношение неопределённостей Гейзенберга.
- •24. Общее и стационарное уравнения Шредингера, их применение для решения физических задач
- •25.Резерфордовская модель строения атома. Модель Бора.
- •26. Квантовомеханическое строение атома водорода. Энергетические уровни свободных атомов. Квантовые числа. Спин Электрона. Принцип Паули.
- •27.Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, диэлектрики, полупроводники.
- •29. Ядерные реакции. Деление ядер. Использование ядерной энергии.
- •30.Реакция синтеза ядер. Использование ядерной энергии.
- •31. Фундаментальные взаимодействия. Элементарные частицы, их свойства
25.Резерфордовская модель строения атома. Модель Бора.
Опыт Резерфорда. Используется радиоактивный источник α-частиц; α-частицы он направил на фольгу и поставил прибор, флюоресцирующий экран.
флюоресцирующий экран
микроскоп
ядро
электроны
Нильс Бор в 1913 г. сформировал 2 постулата:
Атом находится в стационарном состоянии, при этом он не излучает и не поглощает энергию.
При переходе из 1 стационарного состояния в другое, атом испускает или поглощает энергию. При этом Бор ввёл правило частот: .
при переходе с орбиты на орбиту энергия квантуется.
Излучение происходит при переходе атома из состояния с большей энергией в состояние меньшей энергии, когда электрон переходит с орбиты более удаленной от ядра на ближнюю к ядру орбиту. При поглощении наоборот электрон переходит на более удлаенную от ядра орбиту.
Полная энергия:
n – главное квантовое число.
26. Квантовомеханическое строение атома водорода. Энергетические уровни свободных атомов. Квантовые числа. Спин Электрона. Принцип Паули.
Если решать уравнение Шредингера для атома, то собственная функция уравнения Шредингера получается:
n, l, m –целочисленные параметры.
l – орбитальное квантовое число.
m – магнитное квантовое число.
n = 1, 2, …
Из всего этого следует, что атомы могут иметь дискретные энергетические состояния. Из квантово-механического строения атома водорода при решении стационарного уравнения Шредингера.
Бальмеро
; ;.
Лайплана
В соответствии с решением уравнения Шредингера для атома водорода получается, что квадрат волновой функции позволяет, меняя расстояние находить вероятность орбит при вращении вокруг ядра. Электронное облако интерпретируется, как распределение вероятностей обнаружить отрицательный заряд. В зависимости от радиуса r эта вероятность убывает при больших значениях r, но не обращается в 0.
Принцип Паули касается распределения элементов в атомах. Паули ввел спиновое квантовое число: 1/2.
Два электрона в атоме не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии.
27.Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, диэлектрики, полупроводники.
, n=1,2,3,… Возникновение энергетических зон можно объяснить модификацией энергетических уровней атомов при их сближении. При сближении N одинаковых атомов каждый уровень атома распадается на N очень близких подуровней из-за перекрытия электронных оболочек атомов. Рас-е м/д подуровнями ~ эВ. Образуются разрешенные энергетические зоны (35 - эВ), заштрихованные на рис1.Уровни внутренних электронов расщепляются мало. Различия в электрических свойствах металлов,полупроводников и диэлектриков объясняются: 1) шириной E D запрещенных энергетических зон; 2) различным заполнением разрешенных энергетических зон. Необходимое условие электрической проводимости твердого тела – это наличие в разрешенной зоне свободных энергетических уровней, на которые можно перевести электроны, прикладывая внешнее электрическое поле или повышая температуру.,Т.е функцияu(r) обладает свойством инвариантности, т.е. в кристаллах u(r )=u(u+l), где l-период кристаллической решетки. Уравнение Шреденгера обладает решением=, где- периодическая функция, к-волновой вектор ()
Обл. к-простр-ва, внутри которой энергия электрона измеряется квазинепрерывноназыв.зонойБриллюэна.
Металлы: Внешняя зона у металлов-зона проводимости(обозн. С).Запрещенная зона:
Ближайшая к зоне проводимости-валентная зона(V)
В металлах при 0 = TK валентная зона заполнена электронами полностью, а зона проводимости – частично. Энергии теплового движения электронов будет достаточно, чтобы электроны перешли на свободные уровни в зоне, обеспечивая проводимость металлов. У металлов электропродимость снижается с увеличением температуры, т.к. сопротивление увеличивается.На каждом уровне по 2 электрона. В зоне проводимости электронов нет.
Решение уравнения Шреденгера для валентных электронов
С
V
V
T
Полупроводники: валентная зона отделена от зоны проводимости. Валентная зона заполнена.Чтобы электрон перешел на новый уровень элементу надо электрону придавать энергию. Запрещенная зона узкая.
С
T
с увеличением темп., электропроводимость увеличивается экспоненциально .Полупроводники, у которых электропроводимость обеспечивается переходом валентной зоны в зону проводимости под внешним воздействием наз.собств.полупроводниками.., где-концентрация элементов и дырок.-подвижность элементов и дырок.
Диэлектрики: запрещенная зона шире.
У твердых диэлектриков запрещенная зона шире.
Поэтому ни тепловое движение, ни постоянное электрическое
поле или другие воздействия, не разрушающие твердое тело,
не могут перебросить электроны из валентной зоны в зону проводимости.
Собств. и примесная проводимость полупроводников.
Наиболее существенной особенн-ю полупроводников является их
способность изменять свои свойства в чрезвычайно широких пределах под влиянием различных воздействий: температуры, электрического и магнитного полей, освещения и т. д. Например, собственная проводимость чистых полупроводников при их нагревании экспоненциально возрастает. В полупроводниках с акцепторной примесью возможна электропроводимость, обеспечиваемая переходом дырок в валентной зоне на другие уровни.,
Lnn=f()Зав-ть концентрации от темп.-обратная ф-я. Высокая чувствительность полупроводников к изменению темп. и освещенности позволяет использовать их для изготовления приборов: термисторов и фотосопротивлений.