- •1.Кинематическое описание движения (ф-лы для описания поступательного и вращательного движения).
- •2. Современная трактовка законов Ньютона. Законы Ньютона
- •3.Постулаты специальной теории относительности и геометрия пространства - времени .
- •4. Фундаментальные взаимодействия
- •5.Силы тяготения и электрические силы
- •6.Напряженность поля сил. Принцип суперпозиции силовых полей
- •7.Магнитные силы. Сила Лоренца.
- •8. Силы упругости. Деформации, их виды.
- •9. Закон Гука и модуль Юнга.
- •10.Силы трения. Виды трения. Трение покоя. Внутреннее трение
- •12. Работа и кинетическая энергия. Мощность
- •13. Теорема живых сил. Закон сохранения полной механической энергии
- •14.Момент инерции твердого тела. Момент импульса. Теорема Штейнера
- •15.Уравнение движения и условия равновесия твердого тела
- •16.Закон сохранения момента импульса Кинетическая энергия вращения
- •17. Формула Ньютона для сил внутреннего трения. Коэффициент вязкости.
- •18. Гармонические колебания
- •19. Свободные затухающие колебания.
- •20.Вынужденные колебания осциллятора под действием синусоидальной силы
- •21. Амплитуда и фаза при вынужденных колебаниях. Резонансные кривые.
- •27. Точечный источник волн. Плоская и сферическая волна.
- •28. Фазовая скорость волны. Длина волны, волновое число.
- •29. Когерентность. Длина когерентности
- •30. Интерференция плоских волн условия возникновения интерференционного максимума и минимума.
- •31. Интерференция в тонких плёнках. Просветление оптики.
- •32. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •33. Дифракция на круглом отверстии
- •36. Дифракция Фраунгофера и спектральное разложение. Разрешающая способность и дисперсия дифракционной решетки.
- •Модель атома Бора
- •Модели атома Томсона и Резерфорда
- •39. Гипотеза ДеБройля, свойства волн ДеБройля
- •41. Гипотеза Борна, волновая функция
- •42. Принцип неразличимости микрочастиц. Бозоны и фермионы
- •43. Квантование атома водорода. Квантовые числа
- •44. Характеристики квантовых чисел. Правила отбора.
- •45. Энергетическая диаграмма водородоподобного атома.
- •46. Вырождение энергетических уровней. Эффекты Зеемана и Штарка.
- •47.Спектры двухатомных молекул. Переходы в молекулярных спектрах.
- •48. Спектры твердого тела. Энергетические зоны.
- •49. Энергетические зоны и проводимость твердых тел.
- •55.Закон поглощения радиоактивного излучения
- •56.Способы регистрации радиоактивного излучения. Счетчик Гейгера и Камера Вильсона
- •57.Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков
- •58.Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость.
- •59.Теорема Остроградского-Гаусса. Ее использование для расчета полей симметричных объектов.
- •60. Конденсаторы. Электроемкость. Емкость плоского конденсатора и уединенной сферы
- •61. Электростатические поля в проводнике. Распределение потенциала и заряда по поверхности проводника
- •71. Три вида магнетиков. Их особенности.
- •75.Индуктивность соленоида. Взаимоиндукция. Принцип работы трансформатора.
- •76.Уравнения Максвелла, их физический смысл.
- •77.Электромагнитные волны. Их свойства. Соотношения Максвелла
- •78.Макроскопическая (термодинамическая) система. Интенсивные и экстенсивные переменные
- •79.Метод молекулярной динамики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
- •80. Уравнение Ван-дер-Вальса. Изотермы Ван-дер-Вальса. Уравнение Ван-дер-Вальса. Для одного моля газа Для молей газа
- •81. Критическая изотерма, закон соответственных состояний
- •83. Первое начало термодинамики. Обоснование
- •83. Первое начало термодинамики для изопроцессов
- •84. Основы теории теплоемкости. Формула Майера
- •96. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд
- •Виды газовых разрядов и их применение
Модель атома Бора
За основу Бор взял планетарную модель атома, выдвинутую Резерфордом. Однако, с точки зрения классической электродинамики, электрон в модели Резерфорда, двигаясь вокруг ядра, должен был бы излучатьнепрерывно, и очень быстро, потеряв энергию, упасть на ядро. Чтобы преодолеть эту проблему Бор ввел допущение, суть которого заключается в том, что электроны в атоме могут двигаться только по определенным (стационарным) орбитам, находясь на которых они не излучают, а излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую. Причем стационарными являются лишь те орбиты, при движении по которым момент количества движения электрона равен целому числу постоянных Планка: .
Используя это допущение и законы классической механики, а именно равенство силы притяжения электрона со стороны ядра и центробежной силы, действующей на вращающийся электрон, он получил следующие значения для радиуса стационарной орбиты и энергии находящегося на этой орбите электрона:
Здесь — масса электрона, Z — количество протонов в ядре, — диэлектрическая постоянная, e — заряд электрона.
Боровская модель водородоподобного атома (Z — заряд ядра), где отрицательно заряженный электрон заключен в атомной оболочке, окружающей малое, положительно заряженное атомное ядро. Переход электрона с орбиты на орбиту сопровождается излучением или поглощением кванта электромагнитной энергии (hν).
Модели атома Томсона и Резерфорда
Модель атома Томсона - модель атома, согласно которой атом имеет форму шара, положительный заряд которого распределен равномерно по всему объему, а отрицательно заряженные электроны находятся внутри него, причем их суммарный отрицательный заряд равен положительному заряду шара, так что в целом атом электрически нейтрален. Электроны взаимодействуют с элементами положительно заряженной среды по закону Кулона. При отклонении электрона от положения равновесия возникают силы, стремящиеся возвратить его в исходное положение, что порождает колебания электронов и обуславливает излучение атомов.
Модель атома Резерфорда
1. Атом имеет положительно заряженное ядро, размеры которого малы по сравнению с размерами самого атома. 2. В ядре сконцентрирована почти вся масса атома. 3. Отрицательный заряд всех электронов распределён по всему объёму атома.
39. Гипотеза ДеБройля, свойства волн ДеБройля
Французский ученый Луи де Бройль, осознавая существующую в природе симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул в 1923 г. гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Де Бройль утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами.
Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики — энергия Е и импульс p, а с другой — волновые характеристики — частота и длина волны . Количественные соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов:
Смелость гипотезы де Бройля заключалась в том, что это соотношение постулировалось не только для фотонов, но и для других микрочастиц, в частности для таких, которые обладают массой покоя. Таким образом, любой частице, обладающей импульсом, сопоставляют волновой процесс с длиной волны, определяемой по формуле де Бройля:
Это соотношение справедливо для любой частицы с импульсом р.
Вскоре гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально свойства волн да Бройля
Рассмотрим свободно движущуюся со скоростью v частицу массой т. Вычислим для нее фазовую и групповую скорости волн да Бройля.
(214.1)
(E=ћ и p=ћk, где k=2/—волновое число). Так как c>v, то фазовая скорость волн де Бройля больше скорости света в вакууме (фазовая скорость волн может быть как меньше, так и больше с в отличие от групповой скорости волн). Групповая скорость,
Для свободной частицы и
Следовательно, групповая скорость волн де Бройля равна скорости частицы.
Групповая скорость фотона т. е. равна скорости самого фотона.
Волны да Бройля испытывают дисперсию. Действительно, подставив в выражение (214.1) vфаз=E/p формулу (40.7) Е= , увидим, что скорость волн де Бройля зависит от длины волны. Это обстоятельство сыграло в свое время большую роль в развитии положений квантовой механики.
40. Волновые свойства материи. Соотношения неопределенности Гейзенберга
В. Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и связанные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел к выводу, что объект микромира невозможно одновременно с любой наперед заданной точностью характеризовать и координатой и импульсом. Согласно соотношению неопределенностей Гейзенберга, микрочастица (микрообъект) не может иметь одновременно и определенную координату (х, у, z), и определенную соответствующую проекцию импульса (рх, pу, pz), причем неопределенности этих величин удовлетворяют условиям
(215.1) т. е. произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h. Для микрочастицы не существует состояний, в которых ее координаты и импульс имели бы одновременно точные значения. Отсюда вытекает и фактическая невозможность одновременно с любой наперед заданной точностью измерить координату и импульс микрообъекта.
Соотношение неопределенностей получено при одновременном использовании классических характеристик движения частицы (координаты, импульса) и наличия у нее волновых свойств. Так как в классической механике принимается, что измерение координаты и импульса может быть произведено с любой точностью, то соотношение неопределенностей является, таким образом, квантовым ограничением применимости классической механики к микрообъектам.
Соотношение неопределенностей, отражая специфику физики микрочастиц, позволяет оценить, например, в какой мере можно применять понятия классической механики к микрочастицам, в частности, с какой степенью точности можно говорить о траекториях микрочастиц.
что чем больше масса частицы, тем меньше неопределенности ее координаты и скорости и, следовательно, с тем большей точностью можно применять к этой частице понятие траектории. Для макроскопических тел их волновые свойства не играют никакой роли; координата и скорость макротел могут быть одновременно измерены достаточно точно. Это означает, что для описания движения макротел с абсолютной достоверностью можно пользоваться законами классической механики.