- •1)Тепловое излучение. Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Закон Кирхгофа.
- •2)Тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана. Спектральный состав излучения черного тела. Закон смещения винта. Квантовая гипотеза и формула Планка.
- •3) Внешний фотоэффект. Законы внешнего фотоэффекта. Вольт-амперная характеристика внешнего фотоэффекта. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта.
- •4)Эффект Комптона.
- •5) Масса и импульс фотона. Объяснение давления света с точки зрения волновых и корпускулярных представлений. Единство волновых и корпускулярных свойств света.
- •6)Модель атома Томсона и Резерфорда. Теория атома водорода по Бору. Постулаты Бора.
- •7)Линейчатый спектра атома водорода. Спектральные серии. Обобщенная формула Бальмера. Объяснение спектра атома водорода по Бору.
- •8)Корпускулярно-волновой дуализм свойств веществ. Гипотеза де Бройля. Волны де Бройля. Фазовая и групповая скорость волн де Бройля.
- •9)Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Соотношение неопределенности для энергии и времени. Принцип причинности в квантовой механике.
- •10) Вероятный смысл волн де Бройля. Волновая функция.
- •13) Частицы в одномерной прямоугольной потенциальной «яме». Волновая функция описывающая состояние такой частицы. Энергия частицы двигающаяся в потенциальной яме.
- •14) Потенциальный барьер бесконечной ширины. Прохождение частицы над и сквозь потенциальный барьер бесконечной ширины. Коэффициенты отражения и прохождения.
- •15) Потенциальный барьер конечной ширины. Туннельный эффект. Коэффициент прозрачности
- •16) Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике.
- •17) Водородоподобная система в квантовой механике. Квантовые числа. Энергия и спектр. Правила отбора.
- •19) Спин электрона. Опыты Штерна и Герлаха.
- •20) Принцип неразличимости тождественных частиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули.
- •21) Спектры атомов. Тонкая структура спектральных линий.
- •22) Нормальный и аномальный эффекты Зеемана. Электронный парамагнитный резонанс.
- •23) Излучение и поглощение света. Спонтанное и вынужденное излучение. Оптические квантовые генераторы.
- •24) Рентгеновские спектры. Закон Мозли.
- •25) Типы химических связей. Ионная и ковалентная связи. Теория ковалентной связи для молекулы водорода.
- •26) Молекулярные спектры. Закономерности в молекулярных спектрах.
- •27) Комбинационное рассеяние света.
21) Спектры атомов. Тонкая структура спектральных линий.
Вид спектра отражает строение атома вещества, поэтому спектры много электронных атомов сложные поскольку спектральные линии обусловлены переходом электрона из одного энергетического состояния в другое а данное значение энергии определяется не только главным но и орбитальн6ым квантовым числом. Будут различными для s;p;d;f состояний валентного электрона (оптические спектры обусловленны переходами валентного электрона на разные энергетические уровни. Поскольку при переходах электронов с одного энергетического уровня на другой выполняется закон сохранения момента импульса то получается правило отбора ∆l=+-1. Линии спектров атомов возникают при переходе атома из возбужденного состояния в основное. При этом возможны спонтанные и вынужденные переходы, вероятность спонтанного перехода определяется временем жизни атома в возбужденном состоянии An1-n2=1/∆t; (∆t=10-8с). Вероятность вынужденного перехода определяется спектральной плотностью энергии поля(конечность времени жизни атома в возбужденном состоянии приводит к неопределенности энергии возбужденного состояния и как следствие к наличию уширения ширины спектральной линии) ∆E=ħ/∆t-Естественное уширение. Bn1-n2-вынужденное излучение. Если вещество находится в состоянии термодинамического равновесия то наблюдается равенство междк актами испускания и поглощения. (An1-n2+ Bn1-n2)Nn1= An2-n1Nn2; (An1-n2+ Bn1-n2)Nn1-число излучений; An2-n1Nn2-число поглощений. Когда электрон переходит из одного состояния в другое то в момент перехода он может находится как в одном энергетическом состоянии так и в другом, т.е. существует как бы «смесь» обоих состояний. Это состояние электрона определяется волновой функцией зависящей от волновых функций электрона в первом и во втором энергетическом состоянии ψ=С1ψn1+C2ψn2 если при t=0 электрон в состоянии n1 то С2(t=0)=0; при t=tкон электрон в состоянии n2 то С2(tкон)=0; Состояние элктрона от ядра периодически изменяется r=r0eiωt; Мощность излучения определяется квадратом среднего расстояния N ̴ωn|r|2 А среднее расстояние определяется через волновую функцию смешанного состояния. r=∫rψn1 ψn1dV; r ̴C1C2 cos[(En1-En2)t/ħ]; ω= (En1-En2)/ħ; Следовательно среднее состояние электрона от ядра колеблется с частотой соответствующей правилу частот Бора , и такие колебания приводят к излучению и поглощению света.
22) Нормальный и аномальный эффекты Зеемана. Электронный парамагнитный резонанс.
Эффектом Зеемана называется расщипоение спектральных линий и уровней энергии во внешнем могнитном уровне. Объяснение: Атом во внешнем магнитном поле получает дополнительную энергию ∆E=ωм=pmB=pmμ0H=μBmlμ0H. С другой стороны эта дополнительная энергия приводит к изменению частоты излучения ∆E=ħ∆ω; ∆ω= μBmlμ0H/ħ; ω=ω0+-∆ω; (ω0=Em-En/ħ). Поскольку данному значению орбитального квантового числа l соответствует 2l+… то энергетический уровень расщипляется на подуровни. Силу правил отборы(возможны переходы при которых орбиральное квантовое число изменяется на 1, ∆l=+-1 и ml=+-1) для любого энергетического уровня возможно расщипление спектральной линии только на 3 компоненты. ω=ω0+∆ω; ω=ω0; ω=ω0-∆ω. –не наблюдаются в отсутствие внешнего магнитного поля. Все эти компоненты парализованы и характер поляризации зависит от направления наблюдения, при поперечном наблюдении вектор напряженности электрического поля не смещённый компонентой, колеблется в направлении параллельно вектору напряжённости. А в смещенном наблюдении компонента в направление перпендикулярно вектора напряжения. При продольном наблюдении не смещенная компонента исчезает.
Электронный парамагнитный резонанс. Суть явления электронного парамагнитного резонанса заключается в резонансном поглощении электромагнитного излучения неспаренными электронами. Электрон имеет спин S = 1 / 2 и ассоциированный с ним магнитный момент.
Если поместить свободный радикал с результирующим моментом количества движения J в магнитном поле с напряжённостью B0, то для J, отличного от нуля, в магнитном поле снимается вырождение, и в результате взаимодействия с магнитным полем возникает 2J+1 уровней, положение которых описывается выражением: W = gβB0M, (где М = +J, +J-1, …-J) и определяется Зеемановским взаимодействием магнитного поля с магнитным моментом J.