На сортировку / 5 / 77728 / Адилет Физика ргр 2

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

«Алматы энергетика және байланыс университеті»

Физика кафедрасы

ЕСЕПТЕУ СЫЗБА ЖҰМЫСЫ №2

Пәні: Физика-2

Тақырыбы: « Кванттық және атомдық физика, Атом ядросы»

Нұсқа: 14

Мамандық: Аспап жасау-5В071600

Тобы: ПСк-16-2

Орындаған: Мұратбек Ә.М.

Тексерген: Сарсенбаева С.Н

__________________ _______________ «_____» ____________ 2017ж

баға қолы

Алматы, 2017

Мазмұны

Кіріспе.......................................................................................................................3Жұмыстың мақсаты.................................................................................................4

Есептеулер............................................................................................................5-9

5.8....................................................................................................................5

5.44..................................................................................................................5

5.63(1).............................................................................................................6

5.87..................................................................................................................7

6.47..................................................................................................................7

Б.6....................................................................................................................8Қорытынды..................................................................................................10

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі........................................................................11

Кіріспе

Жарықтың кванттық табиғаты

Кванттық оптика– жарықтың кванттық қасиеті байқалатын құбылыстарды зерттейтін оптиканың бөлімі.

Оптикалық сәулеленудің түрлері.

Зат құрамына кіретін электр зарядтарының тербелістері электромагниттік жарық шығарудың алғышартары болып табылады, зат жарық шығарғанда әнергиясын жоғалтады.

Жарық шашырағанда және шағылғанда екінші ретті жарық толқындарының пайда болуы және заттың жарық шығару ұзақтығы жарық тербеліс периодына тең уақыт аралығында болады.

Егер жарық шығару жарық тербеліс периодынан ұзағырақ уақытта болса, онда жарық шығарудың екі түрі бар: 1) жылулық жарық шығару және 2) люминесценция.

Әр толқын ұзындығы үшін дене мен сәулеленудің арасындағы әнергияның үлесуі өзгермей қалатын күйді жүйенің (жарық шығарушы дененің) тепе-теңдік күйі деп айтады. Қыздыру нәтижесінде дененің жарық шығаруы – жылулық сәулеленуі деп аталады. Жылулық сәулелену - жарық шығарушы дене мен тепе-теңдік күйде болатын сәулеленудің жалғыз түрі болып табылады.

Жарықтың тербеліс периодынан ұзақ уақыт бойы берілген температурада дененің жылулық сәуленуінен артық болатын тепе-теңдік емес сәулелену люминесценция деп аталады.

  Жылулық сәулелену және оның сипаттамалары

Жылулық сәулелену заттың атомдары мен молекулаларының жылулық қозғалыс әнергиясы нәтижесінде орын алады. Бұл құбылыс температурасы 0 К-нен жоғары температураларда барлық денелерге тән. Жылулық сәулелену - тепе-теңдік құбылыс – дене бірлік уақытта қанша әнергия жұтса, сонша әнергияны жарық ретінде шығарады.

Дененің әнергетикалық жарқырауының спектрлік тығыздығы  - жылулық сәулеленудің сандық сипаттамасы болып табылады. – дене бетінің бірлік ауданынан шығатын жарықтың қуаты.

(  - 1 секундта дененің ауданы 1м² бетінен  және  жиіліктер интервалында шығарылатын электромагниттік сәулеленудің әнергиясы). Оның өлшем бірлігі – Джоуль бөлінеген метрдің шаршысы (Дж/м²). Сәуле шығару қабілетін толқын ұзындығының функциясы ретінде сипаттауға болады:

 , онда  .

бойынша интегралдық әнергетикалық жарқырау:

Денелердің жарық жұту қабілеті  - спектрлік жұту қабілетімен сипатталады. Бұл шама әнергияның бірлік уақытта дененің бірлік ауданында жиіліктері  және  интервалында жататын электромагниттік толқындардың  әнергияларының қандай бөлігі денемен жұтылатынын сипаттайды.

Жұмыстың мақсаты

Жылулық сәулелену және кванттық физика заңдылықтарын оқып үйрену, классикалық механиканың қолданылуына кванттық шектеу болып табылатын анықталмағандық қатынасының физикалық мағынасына назар аудару, атом ядросының құрлысы, жартылай өткізгіштер теориясын оқып білу.

20.3 Сутегі атомының k – ші орбитасында тұрған электронның кинетикалық энергиясын есептеп шығару керек. Есепті k=1, 2, 3 үшін шығарыңыздар.

Шешуі: Сутегі атомында n орбита бойымен қозғалатын электронға Кулон күші әсер етеді

(1).

Бұл жерде e- электрон заряды. Бұл центрге тартқыш күш болғандықтан электрон нормаль үдеумен

-(2).

Бұл жерде - к орбитасындағы электронның жылдамдығы. Ньютонның екінші заңы бойынша

- (3).

(1) және (2) формулаларды (3) пен байланыстырып -(4) аламыз. - электронның k орбита бойымен қозғалу жылдамдығы. K орбитадағы электронның кинетикалық энергиясы – (5). Осыдан . Сан мәндерін қойып k=1 болса, Егер k=2 болса Егер k=3 болса

Жауабы:

18.13 Егер жарық көзі ретінде 1) электр лампасының спиралі (Т=3000К), 2) Күннің беті (Т=6000К) және 3) жарылған моментінде температурасы 10 млн. градусқа дейін жететін атом бомбасы алынса, онда энергетикалық жарқыраудың максимум спектрлік тығыздығына сәйкес келетін толқын ұзындығы спектрдің қандай облысында жатады? Сәуле шығарушы абсолют қара дененің сәуле шығаруына жақын болады деп аламыз.

Шешуі: Виннің бірінші заңы бойынша

осыдан Бұл жерде А) Электрлік лампаның спиралі үшін

= 1.03 мкм-инфрақызыл облыс.

Б) Күннің беті үшін температурада,

= 483 нм – көрінетін жарық облысы.

В) Атом бомбасы жарылған моменті үшін

– рентген сәулелерінің облысы.

Жауабы: =1.03 мкм - инфрақызыл облыс.

= 483 нм – көрінетін жарық облысы.

= рентген сәулелерінің облысы.

5.47 Фатон (=1нм) 90 бұрышымен еркін электроннан сейілді. Фотон энергиясының қандай бөлігі электронға беріледі? =90, -?

Шешуі: Комптон формуласы:

 бастапқы фотонның энергиясы арқылы өрнектесек: => = және

онда сейілген фотон энергиясы: E’=; электронның кинетикалық энергиясы: T’=E - E’=

=

Жауабы: =70%

6.17 Анықталмағандықтар ара қатынастарын пайдаланып сутегі атомындағы энергетикалық деңгейлердің қабаттасуын: 1) негізгі күйі үшін;2)өмір сүру уақыты с қозған күйі үшін бағалаңыздар.T=, -?

Шешуі: Анықталмағандықтар ара қатынасы бұл жерде Г- энергетикалық деңгейінің қабаттасуы, Т атомдардың орташа өмір сүру уақытымен мынандай қатынаста байланысты: ГТ=һ, онда

1. Негізгі күйде: Т=, онда Г=Е=0

2. Қозған күйде: =

Жауабы: Г=0,1мкЭв

Қорытынды

Есептік сызба жасау барысында оптика тарауына байланысты есептерді шығару әдістерін меңгердім. Кванттық оптика бөліміне байланысты есептер және оларды шығару жолдарын толығырақ меңгердім. Бұл ЕСЖ өтілген тақырыптар жайындағы теориялық мәліметті практикада қолданып, оларды шыңдауға үлкен көмегін тигізді.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі:

l. Волькенштейн В.С. Жалпы физика курсы есептер жинағы. - Алматы: Meктеп, 2006.

2. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике. М.: Высш. Шк., 2006.

3. Физика. Кванттық және ядрoлык физика. Дәрiстер жинағы (барлық мамандықтардағы окыту түрлерiнiң студенттерi үшiн). -Алматы: АЭжБИ, 2004.

4. Жуманов К.Б. оптика негiздерi.-Алматы, 2004.-т.2.

5. Байпақбаев Т.С., Манабаев Х.Х. жалпы физика курсының есептер жинағы Алматы, 2003.

6. Байпақбаев Т.С., Қарcыбаев М.Ш. Tербелiстер мен толқындар, кванттық механика, атомдық жане ядрoлық физика. -Алматы, 2004.