
- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Часть I. Общие теоретические сведения курса «основы квантовой механики, атомной и ядерной физики».
- •§1.1. Тепловое излучение. Квантовая природа излучения
- •Формула Планка
- •§1.2. Фотоэффект. Давление света
- •Энергия, масса и импульс фотона. Давление света.
- •§1.3 Двойственная природа электромагнитного излучения вещества
- •Корпускулярно – волновая двойственность свойств света
- •Соотношение неопределенностей Гейзенберга
- •§1.4 Уравнения шредингера. Простейшие случаи движения микрочастиц
- •Условие нормировки вероятностей и самой ψ - функции
- •Уравнение Шредингера
- •В случае, когда -функция не зависит от времени , она удовлетворяетстационарному уравнению Шредингера
- •Одномерное уравнение Шредингера для стационарных состояний
- •Движение свободной частицы
- •Частица в одномерной потенциальной яме бесконечной глубины
- •§1.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
- •Принцип Паули
- •Уровни энергии двухатомных молекул
- •§1.6 Физика твердого тела
- •Некоторые сведения о квантовой физике твердых тел
- •Распределение Ферми – Дирака имеет вид
- •Теплоемкость кристаллов по Дебаю
- •Понятие о фононах.
- •§1.7 Ядерная физика
- •Активностью а нуклида (общее название атомных ядер, отличающихся числом протонов z и нейтронов n) в радиоактивном источнике называется число распадов, происходящих с ядрами образца в 1с
- •Условие равновесия изотопов в радиоактивном семействе
- •Часть II. Примеры решения задач
- •§2.1. Тепловое излучение. Квантовая природа излучения
- •Решение
- •Решение Энергия с единицы площади поверхности в единицу времени
- •Решение
- •Решение Вычислим энергию фотона по формуле
- •§2.2. Фотоэффект. Давление света
- •Решение
- •Подстановка числовых значений даёт
- •Решение
- •Решение
- •При комптоновском рассеянии длина волны меняется на величину
- •Импульс выразим через длину волны де Бройля
- •1) Определим неопределенность скорости пылинки. Согласно принципу неопределенностей
- •Подставим в (2.51) числовые значения и найдем значение скорости пылинки
- •§2.4 Уравнения шредингера. Простейшие случаи движения микрочастиц
- •Ответ: .
- •Решение
- •Подставим в (2.55) числовые значения, получим
- •§2.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
- •Решение
- •Решение
- •Кинетическая энергия вращения молекулы водорода определяется по формуле
- •Решение
- •§2.6 Физика твердого тела
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •§2.7 Ядерная физика
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Часть III. Контрольные вопросы и задачи для самоподготовки
- •§3.1. Тепловое излучение. Квантовая природа излучения
- •§3.2. Фотоэффект. Давление света
- •§3.3 Двойственная природа электромагнитного излучения вещества
- •§3.4 Уравнения шредингера. Простейшие случаи движения микрочастиц
- •§3.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
- •§3.6 Физика твердого тела
- •§3.7 Ядерная физика
- •Продолжение таблицы а.1
- •Приложение б
- •Приставки к единицам си
- •Некоторые основные физические постоянные
- •Продолжение таблицы б.2
- •Некоторые характеристики Солнца, Земли и Луны
- •Работа выхода (а) электронов из металлов
- •Длины волн некоторых спектральных линий
- •Шкала электромагнитных излучений
- •Изотопный состав элементов
Продолжение таблицы а.1
№ |
Наименование физической величины или физического закона |
Математическая запись |
46 |
Ядерный магнетон |
|
47 |
Закон радиоактивного распада |
|
48 |
Период полураспада |
|
49 |
Среднее время жизни радиоактивного ядра |
|
50 |
Активность нуклида |
|
51 |
Число атомов, содержащихся в радиоактивном веществе массой m |
|
52 |
Условие равновесия изотопов в радиоактивном семействе |
|
53 |
Правило
смещения для
|
|
54 |
Правило
смещения для
|
|
55 |
Правило
смещения для
|
|
56 |
Символическая запись ядерной реакции |
|
57 |
Закон сохранения числа нуклонов |
|
58 |
Закон сохранения зарядового числа |
|
59 |
Закон сохранения механического импульса |
|
60 |
Закон сохранения релятивистской полной энергии |
|
61 |
Энергия ядерной реакции |
|
Приложение б
Таблица Б.1
Приставки к единицам си
№ |
Приставка |
Краткое обозначение |
Значение |
№ |
Приставка |
Краткое обозна чение |
Значение |
1 |
дека |
да |
101 |
9 |
деци |
д |
10-1 |
2 |
гекто |
г |
102 |
10 |
санти |
с |
10-2 |
3 |
кило |
к |
103 |
11 |
милли |
м |
10-3 |
4 |
мега |
М |
106 |
12 |
микро |
мк |
10-6 |
5 |
гига |
Г |
109 |
13 |
нано |
н |
10-9 |
6 |
тера |
Т |
1012 |
14 |
пико |
п |
10-12 |
7 |
пета |
П |
1015 |
15 |
фемто |
ф |
10-15 |
8 |
экса |
Э |
1018 |
16 |
атто |
а |
10-18 |
Таблица Б.2
Некоторые основные физические постоянные
№ |
Название физической постоянной |
обозначение |
Числовое значение |
Единица измерения |
1 |
Скорость света в вакууме |
с |
2,99792458·108 |
м/с |
2 |
Универсальная газовая постоянная |
R |
8,31441 |
|
3 |
Постоянная Авогадро |
NA |
6,022045·1023 |
моль-1 |
4 |
Постоянная Больцмана |
k |
1,380662·10-23 |
Дж/К |
5 |
Постоянная Стефана - Больцмана |
σ |
5,67032·10-8 |
|
6 |
Постоянная в первом законе смещения Вина |
b1 |
2,9·10-3 |
м·К |
7 |
Постоянная во втором законе смещения Вина |
b2 |
1,3·10-5 |
|
8 |
Электрическая постоянная |
ε0 |
8,85418782·10-12 |
Ф/м |
9 |
Элементарный электрический заряд |
е |
1,6021892·10-19 |
Кл |
10 |
Удельный заряд электрона |
|
1,7588047·1011 |
|
11 |
Постоянная Ридбергера |
R |
1,097373143·107 |
м-1 |
12 |
Магнетон Бора |
µБ |
9,274078·10-24 |
Дж/Тл |
Продолжение таблицы б.2
№ |
Название физической постоянной |
обозначение |
Числовое значение |
Единица измерения |
13 |
Ядерный магнетон |
μяд |
5,050824·1027 |
Дж/Тл |
14 |
Магнитный момент протона |
μр |
1,4106171·10-26 |
Дж/Тл |
15 |
Магнитный момент электрона |
μе |
9,284832·10-24 |
Дж/Тл |
16 |
Радиус первой боровской орбиты |
а0 |
5,2917706·10-10 |
м |
17 |
Комптоновская длина волны электрона |
λс |
2,4263089·10-12 |
м |
18 |
Постоянная Планка |
h |
6,626176·10-34
1,0545887·10-34 |
Дж·с
Дж·с
|
19 |
Атомная единица массы |
а.е.м. |
1,6605655·10-27 931 |
кг МэВ |
20 |
Масса покоя нейтрона |
mn |
1,6749543·10-27 1,008665012 |
кг а.е.м. |
21 |
Масса покоя протона |
mр |
1,6726485·10-27 1,007276470 |
кг а.е.м. |
22 |
Масса покоя электрона |
mе |
9,109534·10-31 5,4858026·10-4 |
кг а.е.м. |
23 |
Энергия покоя нейтрона |
mnc2 |
939,5731 |
МэВ |
24 |
Энергия покоя протона |
mрc2 |
938,2796 |
МэВ |
25 |
Энергия покоя электрона |
mеc2 |
0,5110034 |
МэВ |
26 |
Энергия |
1 а.е.м. |
931,5016 |
МэВ |
Таблица Б.3