Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
С.Г. Авдєєв, Т.І. Бабюк,
О.С. Камінський
ЗБІРНИК ЗАДАЧ З ФІЗИКИ
Частина 3
(елементи квантової механіки, молекулярна фізика, статистична фізика, фізика твердого тіла, ядерна фізика )
Вінниця ВНТУ 2009
УДК 530.1(075.8)
Д18
Рецензенти:
І.О. Сівак , доктор технічних наук, професор
О.В. Осадчук, доктор технічних наук, професор
В.Г. Дзівсь, кандидат фізико-математичних наук, доцент
Рекомендовано до видання Вченою радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України
Авдєєв С.Г., Бабюк Т.І., Камінський О.С.
Д18 Збірник задач з фізики, ч. 3 (для студентів технічних спеціальностей вищих навчальних закладів) Навчальний посібник. – Вінниця: ВНТУ, 2009 .– 126 с.
Посібник охоплює розділи “Квантова механіка, стастистична фізика і термодинаміка , фізика твердого тіла”, які традиційно викладаються в одному триместрі. Кожен окремий розділ супроводжується короткими теоретичними викладками і прикладами розв’язування задач.
В першу чергу посібник призначений для для організації та проведення практичних занять з курсу загальної фізики студентами вищих технічних навчальних закладів. Велика кількість і різноманітність задач, які ввійшли до посібника, дозволяє широко організовувати самостійну та індивідуальну роботу серед студентів.
УДК 530.1(075.8)
© С.Г.Авдєєв, Т.І. Бібюк, О.С.Камінський, 2009
Частина 3 Розділ 1. Атом водню. Основні формули
1. Електрони в атомі водню перебувають на окремих стаціонарних рівнях, на яких вони не випромінюють і не поглинають електромагнетних хвиль. Ці рівні мають дискретні значення моменту імпульсу
mnrn=
n
,
де m - маса електрона;
n - лінійна швидкість орбітального руху;
rn - радіус n-го колового рівня;
n - порядковий номер стаціонарного рівня – головне квантове число;
- стала Планка
поділена на 2
(
= h / 2
).
2. При переході електрона з одного стаціонарного рівня на інший випромінюється або поглинається квант енергії
h = En2 - En1 ,
де En1, En2 - дискретні значення енергії електронів на відповідних енергетичних рівнях.
3. Радіус Боровської орбіти атома водню визначається за допомогою формули
де ε0 – електрична стала (ε0 = 8,85.10-12 Ф/м);
m – маса електрона (m = 9,1.10-31 кг);
е – елементарний заряд (е = 1,6.10-19Кл)
Енергія електрона на n – му стаціонарному рівні
5. Енергія, яка випромінюється або поглинається атомом (іоном)
E = h
,
де n1 і n2 - квантові числа, що відповідають енергетичним рівням, між якими відбувається перехід електрона;
Z - порядковий номер елемента в таблиці Менделєєва, або число елементарних зарядів у ядрі атома.
Спектроскопічне хвильове число (формула Бальмера)
=
=
RZ2
,
де
- довжина хвилі фотона;
R - постійна Рідберга (R = 1,1.107 1/м)