
- •Западно-Казахстанский государственный университет
- •Западно-Казахстанский государственный университет им.М.Утемисова
- •Программа курса (sillabus)
- •Уральск-2011г.
- •2. Программа обучения по дисциплине – syllabus
- •2.1. Данные о преподавателе:
- •2.2. Данные о дисциплине
- •2.3. Введение
- •2.4. График и содержание занятий
- •Основная литература
- •Дополнительная литература
- •3. График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
- •I часть
- •II часть
- •III часть
- •IV часть
- •4. Карта учебно-методической обеспеченности Карта обеспеченности дисциплины литературой
- •6.План практических занятий.
- •7. Методические указания по изучению дисциплины.
- •8. Методические рекомендации по выполнению практических работ.
- •9. Материалы для самостоятельной работы обучаемых (сро)
- •Индивидуальные задания
- •10. Материалы производственной практики – не предусмотрено
- •11 . Материалы по контролю и оценке учебных достижений обучающихся.
- •Политика и процедуры
- •Требования к студентам:
- •Тема: «Формула длины волны де Бройля.»
- •12.Програмное и мультимедийное сопровождение учебных занятий
- •13.Перечень специализированных аудиторий, кабинетов, лабораторий
6.План практических занятий.
-
№
ТЕМА
СОДЕРЖАНИЕ
неделя
литература
1
Несостоятельность классической электродинамики Максвелла в применении к атому.
Обсуждение проблемы строения атома: модель Томсона, модель Резерфорда.
Излучение ускоренно-движущегося электрона в теории Максвелла
Формула скорости потери энергии
Оценка времени потери энергии электроном в атоме водорода, если бы он подчинялся законом классической электродинамике
- преобразование формулы
- интегрировании формула Максвелла
- количественные расчеты
е. Проблема устойчивости атома
1
[6] № 1
2
Волны де Бройля
Обсуждение гипотезы де Бройля
Переход от формул, определяющих характеристики фотона к соответствующим характеристикам частиц, определяющих волновые свойства частиц.
Составление и решение задач, решение которых предпологает учет характера математической связи физических величин, входящих в формулу де Бройля.
Расчет длина волны де Бройля с предварительным расчетом скорости.
2
[6] §1
3
Соотношение неопределенностей Гейзенберга
Обсуждение соотношения неопределенностей для координат и импульса как следствия волновых свойств частиц
Расчет неопределенно одной величины по известной неопределенности другой
Оценка неопределенности другой
Оценка минимально возможной энергии электрона в атоме
Оценка возможности нахождения электрона в ядре атома
3
[6] § 1; [4] раздел Квантовой механики
4
Теоремы Эренфеста
- Операторы в квантовой механике
- Динамические переменные в квантовой механике
- Волновые свойства частиц и дискретность состояний
- Дифференцирование операторов динамических переменных
- Статистический характер значений физических величин
- Вычисление средних значении физических величин
- Теоремы Эренфеста
- Применение законов классической механики для средних значении физических величин
4
[6] § 2; [3] гл.V; [2] § 26,27; [5] § 6;
5
Математический аппарат квантовой механики
- Обсуждение свойств операторов: собственные функции и собственные значения, линейность коммуникация, самосопряженность
- Примеры применения заданных операторов к заданным функциям
- Решение задач типа: является ли заданная функция собственной функцией заданного оператора
- нахождение собственных значений оператора по заданной собственной функции
5
[6] §2, [4] разд Квантовой механики.
6
Математический аппарат квантовой механики. Операторы. Коммутация операторов
- Обсуждение особенностей коммутации операторов
- момент импульса. Операторы момента импульса и его проекции на координатные оси
- перестановочные соотношения Гейзенберга
- перестановочные соотношения для операторов составляющих момента импульса
- коммутации операторов и возможность одновременного определения соответствующих физических величин
6
[6] §2; [4] разд. Квантовая механика
7
Частица в потенциальной яме
- Обсуждение понятия потенциальная яма
- Классическая частиц в потенциальной яме
- Волновая функция и энергетической спектр квантовой частицы в потенциальной яме
- вычисление энергии частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме
- вычисление средней координаты частицы в потенциальной яме
- вычисление среднего значение составляющих импульса частицы в потенциальной яме
7
[4] § 156,157, [6] § 4
8
Линейный гармонический осциллятор
- Обсуждение ЛГО в классической физике в теории Бора и квантовой физике
- Волновая функция и энергетический спектр ЛГО
- Придание однозначности волновой функции ЛГО
- Вычисление нормировочного коэффициента волновой функции ЛГО
- Интегрирование по частям: метод переброса производной
- использование различных видов волновой функции ЛГО
8
[1] §158, [3] § 48; [6] § 4
9
Прохождение частиц через потенциальный барьер
- Обсуждение условий прохождения частиц через барьер с точки зрение классической и квантовой физики
- решение уравнения Шредингера при условии заданного барьера
- Использование свойства непрерывности волновой функции
- оценка коэффициента отражения и прозрачности барьера
- Туннельный эффект и надбарьерное рассеяние
9
[1] §153,154,156; [3]ХVІ; [7] § 2; [6] § 4
10
Угловая составляющая волновой функции электрона водородоподобного атома
-обсуждение физического смысла угловой составляющей пси-функции водородоподобного атома. Угловая плотность электронного облака.
- Определение конкретного вида изучаемой функции для различных состояний: при различных значений орбитального и магнитного квантового числа.
- Графическое изображение распределению вероятности углового нахождения электрона в атоме.
10
[2]; § 57, [6] § 4.
11
Радиальная часть волновой функции водородаподобного атома
- обсуждение физического смысла радиальной части пси – функции водородоподобного атома.
Радиальная плотность электронного облака.
- определение конкретного вида радиальной функции при различных значениях квантовых чисел, то есть в различных состояниях электрона.
11
[3] § 49-51; [7] § 2
12
соответствие квантовой механики и теории Бора
- Обсуждение принципа соответствия в науке, в том числе в физике.
- Определение линейной плотности вероятности нахождения электрона, как функции расстояния электрона от ядра.
-Исследование функции линейной плотности вероятности нахождения электрона в атоме: определение экстремумов (максимума и минимума), и хода кривой зависимости при различных значениях квантовых чисел.
- Сравнение результатов квантовой механики с теорией орбит Бора.
- Обсуждение смысла соответствия.
12
[2]; [3]. VІІІ
13
Спин. Магнитные свойства атомов
- Обсуждение смысла, как принципиально квантовых характеристик частиц.
- спин электрона.
- Орбитальный и собственный магнитные моменты электрона . Магнетон Бора.
- Термы много электронных атомов. Определить и записать.
- Вычисление магнитного момента электрона в заданном состоянии.
13
[2] VIІ; [6] §6; [4] раздел «Квантовая механика».
14
Периодическая система элементов
- Структура периодической системы Д.И. Менделеева .
- Квантовые числа, как характеристики состояния.
- Структура электронной оболочки атома, из решения уравнения Шредингера.
- Роль взаимодействия электронов.
- Расширение энергетических уравнений. Снятие вырождения.
- Перекрытие энергетических уровней.
- Приближенная структура электронных оболочек.
- Заполнение электронных оболочек атомов в различных частях периодической системы.
- Лантаноиды и атиноиды.
14
[2] § 90,91; [6] § 7; [3] § 124
15
Характеристики состояния электрона в атоме
- Физические величины и квантовые числа.
- Дискретные спектры физических величин.
- Возможные и запретные значения физических величин.
- Неопределенность состояния в квазиклассическом приближении.
15
[2] §90,91