Раздел 4. Строение атома и Квантовая физика

Тема 4.1. Квантовая оптика

1. Гипотеза Планка о квантах - основная константа квантовой теории, коэффициент, связывающий величину энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой так же, как и вообще величину кванта энергии любой линейной колебательной физической системы с её частотой. Фотоэффект - это испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения. В конденсированных веществах (твёрдых и жидких) выделяют внешний и внутренний фотоэффект..

2. Фотон - элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. Волновые (отражение, преломление, интерференция, дисперсия, дифракция, поляризация) и корпускулярные (фотоэффект, эффект Комптона) свойства света. Технические устройства, основанные на использовании фотоэффекта – квантовые генераторы(лазеры).

Тема 4.2. Физика атома и атомного ядра

1. Строение атома: планетарная модель (По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, - подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца) и модель Бора (Чтобы преодолеть проблему Резерфорда 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.)

2. Поглощение и испускание света атомом. Квантование энергии. Принцип действия и использование лазера – основано на индуктивном излучении, индуктивное излучение – излучение возбуждённых атомов, вызванное действием падающего на них света. Возбуждённый атом переходит на более низкий уровень сопровождается испусканием фотона, не отличающегося по характеристикам от индуцирующего фотона.

3. Строение атомного ядра - состоит из ядра и окружающего его электронного "облака". Находящиеся в электронном облаке электроны несут отрицательный электрический заряд. Протоны, входящие в состав ядра, несут положительный заряд. Энергия связи - разность между полной энергией связанного состояния системы тел или частиц и энергией состояния, в котором эти тела или частицы бесконечно удалены друг от друга и находятся в состоянии покоя. Связь массы и энергии (E=m*c^2, h*ν=Aвых+(m*v^2)/2).

4. Ядерная энергетика - отрасль энергетики, использующая ядерную энергию (атомную энергию) в целях электрификации и теплофикации; область науки и техники, разрабатывающая и использующая на практике методы и средства преобразования ядерной энергии в тепловую и электрическую. Радиоактивные излучения - различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. Их воздействие на живые организмы – все виды излучения негативно воздействуют на живые организмы, вызывают мутации, рак.