Атомная и ядерная физика 2012 от 21.11.12 / Вопросы к экзамену

ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО АТОМНОЙ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ.

(в скобках указан уровень вопроса: 0 ‑ обязательный минимум;

1 ‑ на оценку "хорошо"; 2 ‑ на оценку "отлично")

1.(0). Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома.

2.(0). Квантовые постулаты Бора. Опыты Франка и Герца.

3.(0). Модель водородоподобного атома по теории Бора.

4.(0). Волновые свойства микрочастиц. Волны де‑Бройля.

5.(1). Экспериментальные доказательства волновых свойств микрочас­тиц.

6.(1). Волновая функция, ее физический смысл.

7.(2). Соотношения неопределенности.

8.(2). Уравнение Шредингера.

9.(2). Простейшие задачи квантовой механики. Частица в "потенциальной яме" ("ящике").

10.(2). Простейшие задачи квантовой механики. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.

11.(2). Простейшие задачи квантовой механики. Линейный гармонический осциллятор.

12.(0). Водородоподобный атом. Орбитальный и собственный моменты импульса электрона и описание различных со­стояний электрона в атоме.

13.(1). Спин и магнитный момент электрона.

14.(1). Экспериментальные доказательства существования спина и маг­нитного момента элект­ро­на.

15.(0). Ферми‑ и Бозе‑частицы. Принцип Паули.

16.(0). Строение электронных оболочек. Объяснение периодической системы Д.И.Менделеева.

17.(1). Полный момент импульса электрона в атоме. Символические обозначе­ния термов. Правила отбора для оптических переходов.

18.(2). Векторная модель многоэлектронного атома.

19.(2). Квантовые состояния многоэлектронных атомов. Правило Хунда.

20.(2). Магнитный момент атома.

21.(2). Эффект Зеемана.

22.(1). Рентгеновские спектры. Закон Мозли.

23.(0). Физика молекулы. Ковалентная и ионная связь.

24.(0). Состав атомного ядра. Изотопы и изобары. Энергия связи атом­ного ядра.

25.(1). Радиус, спин и магнитный момент ядра. Статистика и четность ядер.

26.(2). Методы измерения спина и магнитного момента ядра. Ядерный маг­нит­ный резонанс (ЯМР).

27.(1). Капельная модель ядра. Формула Вейцзеккера для энергии связи яд­ра.

28.(2). Оболочечная модель ядра. Спин‑орбитальное взаимодействие нук­ло­нов в ядре.

29.(2). Гиромагнитное отношение нуклона в оболочечной модели ядра.

30.(0). Радиоактивный распад ядер. Основной закон радиоактивного распада.

31.(0). Альфа‑распад ядер.

32.(2). Теория альфа‑распада.

33.(0). Бета‑распад ядер.

34.(0). Гамма‑излучение ядер.

35.(2). Эффект Мессбауэра.

36.(1). Спонтанное деление ядер. Трансурановые элементы.

37.(1). Прохождение заряженных частиц и гамма-квантов через вещество.

38.(0). Дозиметрические единицы и защита от радиоактивных излучений.

39.(0). Детекторы частиц (счетчики и трековые регистраторы).

40.(0). Ядерные реакции; их классификация, способы записи и общие за­ко­но­мер­ности.

41.(1). Энергия и порог ядерной реакции. Законы сохранения энергии, импульса, момента им­пуль­са и четности в ядерных реакциях.

42.(2). Теория ядерных реакций.

43.(2). Ядерные реакции под действием нейтронов. Формулы Брей­та‑Вигнера.

44.(0). Цепная реакция деления тяжелых ядер под действием нейтронов.

45.(0). Ядерные реакторы на медленных и на быстрых нейтронах.

46.(0). Реакции термоядерного синтеза. Проблема управляемого термоя­дерно­го синтеза (УТС).

47.(0). Элементарные частицы и их свойства. Законы сохранения в физике элементарных час­тиц.

48.(0). Типы взаимодействий и классификация элементарных частиц. Анти­час­тицы. Вир­ту­аль­ные частицы. Диаграммы Фейнмана.

49.(1). Кварковая структура мезонов и барионов. Экспериментальные под­твер­ж­дения квар­ко­вой теории.

50.(2).Основные свойства лептонов. Несохранение четнос­ти в слабых взаимо­дей­ст­виях. Опыт Ву.

51.(1). Свойства нейтрино.

52.(1). Космические лучи.

ВОПРОСЫ ОБЯЗАТЕЛЬНОГО МИНИМУМА

К ЭКЗАМЕНУ ПО АТОМНОЙ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ.

1.Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома.

2.Квантовые постулаты Бора. Опыты Франка и Герца.

3.Модель атома водорода по Бору.

4.Волновые свойства микрочастиц. Волны де‑Бройля.

5.Орбитальный момент импульса электрона и описание различных со­стояний электрона в атоме.

6. Ферми‑ и Бозе‑частицы. Принцип Паули.

7. Строение электронных оболочек. Объяснение периодической системы Д.И.Менделеева.

8. Физика молекулы. Ковалентная и ионная связь.

9. Состав атомного ядра. Изотопы и изобары. Энергия связи атомного ядра.

10. Радиоактивный распад ядер. Основной закон радиоактивного распада.

11. Альфа‑распад ядер.

12. Бета‑распад ядер.

13. Гамма‑излучение ядер.

14. Дозиметрические единицы и защита от радиоактивных излучений.

15. Ядерные реакции; их классификация, способы записи и общие за­ко­но­мер­нос­ти.

16. Цепная реакция деления тяжелых ядер под действием нейтронов.

17. Ядерные реакторы на медленных и на быстрых нейтронах.

18. Реакции термоядерного синтеза. Проблема управляемого термоядерно­го синтеза (УТС).

19. Элементарные частицы и их свойства. Законы сохранения в физике эле­мен­тарных частиц.

20. Типы взаимодействий и классификация элементарных частиц. Анти­час­тицы. Виртуальные частицы.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКЗАМЕНА

ПО АТОМНОЙ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ.

Перечисленные выше 48 вопросов, выносимых на экзамен, разбиты на 3 уровня: 0, 1 и 2. Вопросы нулевого уровня (их 20) составляют обязательный минимум, который должен знать каждый студент; эти вопросы включены в основные экзаменационные билеты. Вопросы уровней 1 и 2 (их по 14) не входят в обязательный ми­ни­мум и различаются тем, что вопросы 2-го уровня либо являются более слож­ны­ми, либо не рассматриваются подробно на лекциях, а предлагаются для са­мо­стоятельного изучения. Для получения на экзамене оценки "удов­лет­во­ри­тель­но" студент должен подготовить вопросы уровня 0, для оценки "хорошо" - уровня 0 и 1, для оценки "отлично" - все предлагаемые вопросы.

Весь курс делится на две части: первая часть - атомная физика, вторая часть - ядерная физика, вклю­ча­ю­щая несколько вопросов из физики эле­мен­тар­ных частиц. Первая часть со­дер­жит 20 вопросов (из них 8 уровня 0 и по 6 вопросов уровня 1 и 2), вторая - 28 вопросов (12 уровня 0 и по 8 вопросов уровня 1 и 2).

На экзамене студентам предлагаются два пакета билетов: основные и до­пол­нительные. В каждый основной билет входит два вопроса нулевого уровня (один по атомной и один по ядерной физике). В каждый дополнительный би­лет входит один вопрос уровня 1 и один вопрос уровня 2 (также из разных частей курса). Все вопросы в билетах сформулированы точно так же, как в при­ве­ден­ном выше списке; других вопросов (кроме списка) в билетах нет.

Если студент претендует на хорошую или отличную оценку, он тянет один основной и один дополнительный билет. Для получения отличной оценки он дол­жен дать правильные ответы на все вопросы в обоих билетах, а для по­лу­че­ния оценки "хорошо" - на оба вопроса основного билета и на один (лю­бой) во­п­рос дополнительного билета. Если студент правильно ответил на оба вопроса основного билета, но не смог дать правильных ответов ни на один вопрос до­пол­нительного билета, он, по своему желанию, либо соглашается с оценкой "удов­летворительно", либо тянет еще один дополнительный билет, и, если су­ме­ет правильно ответить на оба вопроса этого билета, то получает оценку "хо­ро­шо", а в противном случае - оценку "удовлетворительно".

Если студент во время экзамена не может дать правильный ответ хотя бы на один из вопросов нулевого уровня, он получает неудовлетворительную оцен­ку независимо от ответов на другие вопросы (поэтому начинать ответ надо с вопросов основного билета, а замена основного билета не разрешается). С дру­гой стороны, студент может подготовить к экзамену только вопросы ну­ле­во­го уровня. В этом случае он тянет только один основной билет и, пра­виль­но ответив на оба вопроса этого билета, получает оценку "удовлетворительно".

В сомнительных случаях (например, при пересдаче экзамена, или если у сту­дента было много пропусков занятий) экзаменатор по своему усмотрению мо­жет задать студенту дополнительно (кроме билета) не­сколько вопросов ну­ле­во­го уровня (в той формулировке, в какой они даны в списке), чтобы убедиться в знании студентом обязательного минимума.