2.2. Содержание раздела Введение

Предмет квантовой физики. Исторический обзор развития квантовых представлений.

Квантовые свойства излучения

Тепловое излучение и его характеристики. Абсолютно черное тело. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Основные закономерности теплового излучения: закон Стефана-Больцмана, законы Вина. Трудности классической физики в объяснении законов теплового излучения. Формулы Вина и Рэлея-Джинса. Гипотеза Планка о квантовании энергии излучения. Формула Планка.

Фотоэлектрический эффект. Законы фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна. Фотон и его характеристики. Применение фотоэффекта. Давление света с классической и квантовой точек зрения. Опыты Лебедева. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновой дуализм.

Волновые свойства вещества

Волновые свойства вещества. Гипотеза де Бройля. Экспериментальное открытие волновых свойств вещества. Основные представления квантовой механики. Волновая функция и физический смысл квадрата ее модуля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Уравнение Шредингера. Простейшие задачи квантовой механики: электрон в потенциальной яме, линейный гармонический осциллятор. Туннельный эффект.

Строение атома и молекул

Спектральные серии атома водорода. Формула Бальмера. Первоначальные сведения о строении атома. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа- частиц и планетарная модель атома. Постулаты Бора и их экспериментальное обоснование. Модель атома водорода по Бору. Тормозное и характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли.

Квантово-механическая модель атома водорода. Квантование энергии, момента импульса и проекции момента импульса. Спин электрона. Опыт Штерна-Герлаха. Квантовые числа. Распределение электронов по энергетическим состояниям в атоме. Принцип Паули. Электронные оболочки. Периодическая система Д.И. Менделеева. Понятие о химической связи и валентности. Молекулярные спектры. Комбинационное рассеяние света. Явление люминесценции. Спонтанное и вынужденное излучения. Лазеры: принцип действия, типы и применение.

Физика атомного ядра и элементарных частиц. Фундаментальные взаимодействия

Экспериментальные методы ядерной физики: счетчики частиц, трековые камеры. Строение ядра и его основные характеристики. Нуклоны. Ядерные силы. Энергия связи ядер. Модели ядра. Радиоактивность естественная и искусственная. Законы радиоактивного распада. Альфа-, бета- и гамма-превращения. Изотопы, изотоны, изобары. Ускорители заряженных частиц. Трансурановые элементы. Ядерные реакции. Деление ядер тяжелых элементов. Цепная реакция. Атомный реактор. Реакции синтеза ядер легких элементов. Ядерная энергетика: проблемы и перспективы. Эффект Мессбауэра.

Элементарные частицы. Классификация частиц. Теория Дирака. Частицы и античастицы. Структура элементарных частиц. Теория кварков. Фундаментальные взаимодействия. Обменный характер фундаментальных взаимодействий.

2.3. Основная литература

1. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. Курс общей физики. Оптика и атомная физика. – М.: Академия, 2000.

2. Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие для втузов: в 3 томах. – М.: Наука, 1999. – Т. 3:

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 2000.

4. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. – М.: Наука, 2002.

5. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – СПб: Книжный мир, 2005.

6. Сахаров Д.И. Сборник задач по физике. – М.: ООО «Изд. дом «Оникс 21 век», 2003.

7. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике: Учебное пособие для вузов /В.Н.Александров, С.В.Бирюков, И.А. Васильева и др.; Ред. Е.М. Гершензон, А.Н. Мансуров. – М.: Академия, 2004.