![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1, Ньютонова форма уравн механики
- •3. Гамильтонова форма представления
- •2.Лагранжева форма уравн механики
- •11. Типы термодинамических систем и процессов. Первое начало термодинамики. Работа. Количество теплоты. Внутренняя энергия.
- •12. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Второе начало термодинамики в формулировке Клаузиуса и Кельвина. Круговые процессы. Тепловые машины. Теоремы Карно.
- •13. Энтропия. Энтропия идеального газа. Закон возрастания энтропии. Статистическое истолкование второго начала термодинамики. Теорема Нернста (третье начало термодинамики).
- •14.Термодинамические потенциалы закрытых и открытых термодинамических систем. Понятие обобщенных термодинамических координат и сил.
- •15. Статистические распределения (микроканоническое, каноческое и большое каноническое), их физический смысл и использование для нахождения термодинамических параметров.
- •16. Идеальный квантовый Ферми-газ. Распределение ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ. Поверхность.
- •19. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Уравнения Клапейрона-Клаузиуса.
- •17. Идеальный квантовый Бозе-газ. Распределение Бозе-Эйнштейна. Квантовая статистика фотонов и фононов, их термодинамические величины и уравнения состояния.
- •18. Неидеальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •22. Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Потенциальность электрического поля
- •24. Стационарное магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца.
- •23. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Энергия электрического поля.
- •25. Вихревой характер магнитного поля. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества.
- •26. Электрический ток. Уравнение непрерывности. Законы постоянного тока. Проводимость различных сред. Критерий квазистационарности.
- •27. Электромагнитное поле. Явление электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле и токи смещения
- •29. Основы специальной теории относительности.
- •30. Электромагнитные волны. Волновые уравнения и их решения. Плоская электромагнитная волна, её свойства и характеристики. Перенос энергии электромагнитными волнами.
- •20. Фазовые переходы первого и второго рода (поведения термодинамическое потенциалов и производных от них)
- •33. Интерференция света. Когерентность. Способы получения когерентных волн. Интерференция многих волн. Интерферометрия.
- •34. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Дифракционная решётка. Физические основы голографии.
- •35. Поляризация света. Основные виды поляризации. Получение и преобразование поляризованного света. Поляризационные приборы
- •4)Призма Аренса.
- •37. Геометрическая оптика. Принцип Ферма. Центрированная оптическая система. Простейшие оптические приборы.
- •38. Принцип работы лазера и свойств лазерного излучения. Основы нелинейной оптики
- •39. Корпускулярно-волновой дуализм. Фотоны. Фотоэффект. Опыты Франка-Герца. Волны де Бройля. Дифракция микрочастиц. Связь между корпускулярными и волновыми свойствами
- •21. Флуктуации термодинамических величин. Распределения Гаусса. Корреляции основных термодинамических величин.
- •40.Квантование энергии атомов. Постулаты Бора. Модель атома Бора.
- •41. Атом водорода. Волновые функции и уровни энергии. Квантовые числа.
- •43.Атом во внешних полях. Эффект Зеемана. Эффект Штарка.
- •42.Строение сложных атомов. Принцип Паули и электронные оболочки. Физическое объяснение периодического з-на.
- •36. Распространение света в среде. Дисперсия и поглощение. Рассеяние света.
- •45.Принцип суперпозиции состояний в кв.Мех. Решение уравнения Шредингера для линейного осциллятора
- •48. Интегралы движения в кв. Мех. Элементы теории представлений.
- •46.Принцип причинности в кв. Мех. Временное уравнение Шредингера. Стационарные состояния.
- •47.Одновременное определение физ. В-н. Соотношение неопределенностей.
- •49.Квант переходы.Вероятности переходов.
- •50.Уравнение Дирака.
- •51.Общая характеристика атомных ядер.
- •52.Энергия связи ядра.
- •53.Явление радиоактивности.
- •57. Стандартная модель
- •54.Ядерные реакции
- •56.Фундаментальные взаимодействия.
50.Уравнение Дирака.
В
1928г Дираку удалось найти релятивистское
ур-е, кот.оказалось пригодным для
описания св-в электронов и других
частиц, имеющих спин =1/2. При построении
своего ур-я он исходил из требования,
чтобы уравнение движения приводило к
ур-ю непрерывности с = опред. плотностью
вер-ти. Дирак ввел систему ф-й ψν(r,t),
где ν=1,2…, определ плотность электр.
заряда. Он получил уравн в матричной
форме, кот.имеет вид:
(1), для кот. вып-ся соотношения β2=i,
αkβ+βαk=0,
αk
αl
+αl
αk
=2δkl
(2). Все физ. следствия матричного ур-я
(1), наз ур-м Дирака, не зависят от
конкретного вида матриц β, αk,
удовлетворяющих соотн. (2). Ковариантная
запись ур. Дирака имеет следующий вид:
(γμpμ
–m)ψ=0,
где pμ=
i
Конкретный вид матрицы γμ
не имеет сущ. зн-я, необходимо только,
чтобы они удовлетворяли перестановочным
соотношениям:
.
В соответствии с тем, что β, αкявл-ся
4-мерными матрицами, волн.ф-и ψ также д.
иметь только 4 компоненты. След-но,
индексы μ, ν д. пробегать зн-я
1,2,3,4.Уравнение
Дирака дает правильное количественное
описание таких “тонких” эффектов
атомно-молекулярной физики, как
спин-орбитальное взаимодействие и
позволяет верно рассчитывать поправки
к энергиям атомных уровней, обусловленные
релятивистской зависимостью массы от
скорости. Помимо успешного объяснения
известных из экспериментов фактов
уравнение Дирака предсказывало ряд
неизвестных в то время эффектов, весьма
странных даже с точки зрения квантовой
механики.Дираковский вакуум. Наличие
четырехкомпонентной волновой функции
в уравнении Дирака означало возможность
четырех различных состояний свободного
электрона в заданной точке пространства,
два из которых интерпретировались как
различные ориентации спина. С другой
стороны, записанное для свободной
частицы уравнение предсказывало
возможность двух отличающихся знаком
значений энергии:
Отрицательные
энергии возникали и в неквантовой
теории, но отбрасывались как физически
бессмысленные решения. После того, как
в решении уравнения Дирака эти состояния
появились “наравне” с экспериментально
зарегистрированными спиновыми, идея
их простого отбрасывания стала
непривлекательной.Дирак высказал
предположение, что бесконечная группа
уровней с отрицательными энергиями
полностью заполнена электронами,
существование которых нами никак не
регистрируется. Это означало превращение
“пустого” вакуума Ньютона в весьма
сложную систему, содержащую “половину
всего сущего” - в вакуум Дирака.Антивещество.
При передаче находящемуся на “отрицательном
уровне” электрону достаточной энергии
(например, от электромагнитного поля)
он может перейти в состояние с
положительной энергией и стать
наблюдаемым. При этом на нижнем уровне
останется незаполненное вакантное
место - “дырка”, поведение которой
должно быть сходно с обладающей
положительным зарядом частицей (аналогом
дырки может служить пузырек в бокале
шампанского, движущийся против действия
силы тяжести: на самом деле при этом
жидкость опускается вниз, а место, где
ее нет - перемещается наверх). Первоначально
предполагалось, что дырками в дираковском
вакууме являются протоны, единственные
известные в то время элементарные
частицы с противоположным электронному
зарядом и спином 1/2. Впоследствии
оказалось, что практически все
элементарные частицы (даже не имеющие
электрического заряда) имеют своих
“зеркальных” двойников - античастицы,
способные аннигилировать с ними.
Исключение составляют лишь немногие
истинно нейтральные частицы, например
фотоны, которые тождественны своим
античастицам.