Atom / SP_VOPR

Контрольные вопросы к лабораторным работам по курсу

“Основы атомной физики”.

№1. Качественный спектральный анализ.

1. Понятие спектрального анализа. Его методы и возможности в изучении свойств вещества.

2. Спектральные приборы, применяемые в спектральном анализе.

3. Применение различных способов освещения щели.

4. Проведение качественного анализа; расшифровка спектра неизвестного вещества.

№2 Изучение спектра атома натрия.

1. Какова структура атомов щелочных металлов?

2. Сравнить атом щелочного металла с атомом водорода.

3. Перечислить квантовые числа атома водорода и раскрыть их физический смысл.

4. Какова форма электронных облаков атома водорода?

5. В каких квантовых состояниях могут находиться атомы щелочных металлов?

6. В чем состоит причина снятия вырождения энергии щелочных атомов по орбитальному квантовому числу?

7. Объяснить характер зависимости эффективного заряда от квантовых чисел.

8. Какова физическая причина дублетной структуры уровней энергии?

9. От чего зависит дублетное расщепление?

10. Объяснить правила отбора по и j.

11. Какие серии наблюдаются в спектре испускания атома натрия?

12. Какова тонкая структура линий в разных сериях?

№3. Эффект Фарадея.

1. Классическое объяснение магнитного вращения плоскости поляризации.

2. Схема установки для исследования магнитного вращения плоскости

поляризации.

3. Как определяется постоянная Верде и ее зависимость от длины волны?

№4. Исследование молекулярного спектра поглощения и определение энергии диссоциации молекулы I₂.

1. Объяснить ход потенциальной кривой молекулы.

2. Дать физическое обоснование выделения различных видов внутримо­лекулярного движения.

3. Каков порядок величины электронной, колебательной и вращательной энергии молекулы?

4. Как зависит вид конфигурационной кривой от квантового числа элект­ронного состояния?

5. Дать описание колебаний в молекуле с помощью моделей гармоническо­го и ангармонического осцилляторов.

6. Что такое первые разности энергии и каковы закономерности их изме­нения?

7. Дать определение энергии диссоциации молекулы. Какова ее связь с ко­лебательными параметрами молекулы?

8. Как квантуется вращательная энергия молекулы?

9. Каковы типы оптических спектров молекулы, их характерные частоты и длины волн?

10. Объяснить происхождение спектра поглощения молекулы йода.

11. Какова закономерность расположения полос в спектре поглощения мо­лекулы йода?

12. Как из спектра поглощения определить энергию диссоциации, частоту колебаний и постоянную ангармоничности молекулы?

13. Каким образом можно найти точное положение границ полосатого спектра?

№5. Изотопический сдвиг линий в спектре смеси водорода и дейтерия.

1. Вывод уровней энергии водородоподобного атома.

2. За счет какого эффекта наблюдается изменение величины указанных уровней?

3. Вывод изотопического сдвига в шкале длин волн.

4. Как спектроскопически определить отношение концентраций водорода и дейтерия в лампе?

№6. Эффект Рамзауэра.

1. Уравнение Шредингера для стационарных состояний. Волновая функция и ее физический смысл.

2. Прохождение электроном однократного скачкообразного изменения потенциала.

3. Поведение электрона в области одномерной прямоугольной потенциальной ямы. Объяснение эффекта Рамзауэра.

4. Экспериментальное исследование эффекта Рамзауэра с помощью тиратрона.

№7. Устройство и принципы работы лазеров. Изучение параметров He-Ne-лазера.

1. Какие функции в лазере выполняют активная среда и резонатор?

2. Какими факторами определяется частота, на которой происходит лазерная генерация?

3. Какими условиями определяется пороговое усиление?

4. Какие процессы ведут к установлению стационарного режима генерации в случае превышения коэффициента усиления над его пороговым значением?

5. При каких условиях возможна многомодовая генерация?

6. В чем заключаются естественные и технические причины уширения линий генерации?

7. Как на опыте можно продемонстрировать пространственную когерентность лазеного излучения?

8. Почему дифракционные потери в резонаторе с плоскими зеркалами больше, чем в конфокальном резонаторе таких же размеров?

9. Поясните способы получения инверсной населенности в трехуровневых и четырехуровневых лазерах.

10. В чем заключается режим модулированной добротности?

11. Назовите основные области применения лазеров.

№8. Уширение спектральных линий.

1. Объяснить происхождение естественной ширины спектральной линии (классическая и квантовая модели).

2. Раскрыть содержание соотношения неопределенностей.

3. Как вводятся коэффициенты Эйнштейна и в чем их физический смысл?

4. Объяснить физический механизм доплеровского уширения спектральных линий.

5. Какова физическая причина уширения спектральных линий за счет столкновений атомов?

№9. Определение температуры дугового разряда по относительным интенсивностям линий.

1. Понятие “плазма”.

2. Локальное термодинамическое равновесие.

3. Способ определения температуры по интенсивностям линий.

4. Понятие реабсорбции.

5. Каким способом можно получить оптически тонкую плазму?