Министерство образования республики беларусь

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А. А. КУЛЕШОВА»

С.М. Чернов

Практические занятия по курсу общей физики Физика атома и атомных явлений

Могилев 2007

УДК 539.1 (075.8)

ББК 22.36

Р е ц е н з е н т

зав. кафедрой физики

ГУВПО «Белорусско-Российский университет»,

доктор физико-математических наук, профессор

А.В.Хомченко

Печатается по решению редакционно-издательского

и экспертного совета МГУ .м. А. А. Кулешова

Чернов С.М.

Практические занятия по курсу общей физики. Физика атома и атомных явлений / С.М, Чернов. – Могилев: УО «МГУ им. А.А. Кулешова», 2007 – с.: ил.

В пособии представлены материалы для практических занятий по курсу «Физика атома и атомных явлений» для специальности «Физика. Научно-педагогическая деятельность». В каждой теме приведена общая теория и рабочие формулы, а также перечень вопросов для самоконтроля, примеры решения задач, а также задачи для самостоятельного решения.

Пособие может быть рекомендовано также для проведения практических занятий по курсу общей и теоретической физики для специальностей «Математика. Физика», «Физика. Информатика», «Химия. Научно-педагогическая деятельность» и др.

УДК 539.1

ББК 22.36

С о д е р ж а н и е

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................

Тема 1. Корпускулярные свойства электромагнитного излучения …….

Тема 2. Тепловое излучение ………………………………………………

Тема 3. Полуклассическая теория Бора. Водородоподобные атомы …..

Тема 4. Волновые свойства микрочастиц. Соотношения

неопределенности Гейзенберга …………………………………..

Тема 5. Операторы в квантовой механике ……………………………….

Тема 6. Дифференцирование операторов по времени

и законы сохранения в квантовой механике …………………….

Тема 7. Одномерное движение микрочастиц …………………………….

Тема 8. Движение в центрально-симметричных полях …………………

Тема 9. Строение сложных атомов ……………………………………….

ЛИТЕРАТУРА …………………………………………………………….

В В Е Д Е Н И Е

Изучение явлений в области микромира, в том числе на атомно-молекулярном уровне, представляет собой достаточно сложную задачу. Это обстоятельство связано со многими причинами: отсутствие наглядных образов, объединение взаимоисключающих свойств материи в рамках единой теории, использование нестандартного математического аппарата, сложность в проведении и интерпретации экспериментов и т.д. Атомная физика, по мнению лауреата Нобелевской премии А.Д. Ландау, представляет собой теорию, которую можно объяснять, но невозможно понять. Лучшим способом «понять» особенности физических процессов в области микромира, является многократное обращение к тем образам, которые сформировались в атомной физике. В этом может помочь, в частности, решение задач, которые приведены в данном пособии.

Для практических целей в каждой теме приведены краткие сведения по теории и рабочие формулы. Разумеется, эта информация не является полной и требует предварительного знакомства с данным вопросом по учебникам или в лекционной части курса. Проверкой уровня понимания материала могут служить ответы на вопросы для самоконтроля, указанные в каждой теме. На практических занятиях или самостоятельно следует рассмотреть примеры решения задач по указанной теме и самостоятельно решить предложенные в пособии задачи, к которым указаны также и ответы.

Понимание явлений атомной физики, как и всех явлений микромира невозможно без квантовых представлений. Поэтому в данном пособии включены темы по некоторым вопросам квантовой механики, которые однако, носят предварительный характер и систематическое изучение которых будет продолжено в соответствующих курсах. Тем не менее, даже это простое знакомство будет весьма полезным при изучении основ физики атомного ядра и элементарных частиц и физики твердого тела.