- •Квантовые св-ва света. Фотоны и их свойства.
- •Давление света.
- •29 Причины давления.
- •Давл. Света согл. Квантовым предст.
- •27 Фотоэлектрический эффект
- •Вольт-амперная характеристика (вах) внешнего фотоэффекта
- •Закономерности Столетова.
- •Квантовое объяснение Фотоэффекта.
- •Законы внешнего фотоэффекта.
- •Эффект Комптона.
- •20 Тепловое излучение.
- •20 Характеристики теплового излучения.
- •Характеристики теплового поглащения
- •22 Закон Кирхгофа
- •21 Распределение энергии в спектре ч.Т.
- •23 Модуль Релея-Джинса. Ультрофиалетовая катастрофа.
- •24 Квант. Гипотеза Планка. Ф-ла Планка.
- •30 Спектральные серии
- •Обобщённая формула Бальмера
- •31 Опыты Франка и Греца
- •32 Модель атома Томсона
- •Потсулаты Бора
- •Теория Бора для атома водорода и водородоподобных систем
- •31 Энергетическая диаграмма атома водорода по Бору
- •Происхождение спектральных серий согласно теории Бора
- •Определение постоянной Ридберга
- •Значение и недостатки теории Бора
- •Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля. Формулы де Бройля
- •32 Эксперим. Док-ва гипотезы де Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера.
- •35 Общее (временное) ур-ние Шредингера
- •Своеобразие микромира. Кв-мех. Принцип причинности.
- •Теорема Эренфеста. Вычисл. Средних значений термодинамических величин.
- •Соотношения неопред. Гейзенберга
- •41 Закон Мозли:
- •Элементы зонной теории твёрдых тел
- •Образование молекулы водорода. Расщепление энергетических уровней изолированниго атома
- •Возникновение энергетических зон в твёрдом теле. Ширина зон.
- •Адиабатное приближение уравнения Шредингера
- •Одноэлектронное приближение уравнения Шредингера
- •Решение одноэлектронного приближения ур-ния Шредингера
- •42 Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории.
- •47 Состав ядер. Нуклоны.
- •Характеристики атомных ядер
- •Размеры ядер и нуклонов. Плотность ядерного вещества.
- •48 Деффект массы. Энергия связи ядра.
- •49 Ядерные силы
- •Модель атомного ядра
- •51 Виды радиоактивных излучений и их характеристики
- •50 Закон радиоактивного распада
- •Биол. Действие радиоакт. Излучения
- •Элементарные частицы. Античастицы. Аннигиляция.
- •Косимическое излучение (ки)
- •Виды взаимодействий
- •Классификация элементарных частиц. Понятие о кварках.
Волновые свойства частиц. Гипотеза де Бройля. Формулы де Бройля
Де Бройль выдвинул гипотезу: волновыми св-вами обладает любой материальный объект. Он использовал за-ны природы света. Носителями э/м поля являются фотоны.
(1) ...
(2) ...
(1) и (2) отражают двойственность природы света и любого э/м излучения.
Де Бройль предложил, что двойственность характерна для любого материального объекта. Из гипотезы де Бройля следует, что волновой механизм является свойством любой материи.
Длина волны де Бройля определяется формулой: ;
Волновые процессы, сопровождают любой объект, движущийся со скоростью V. Это не реальные, а мнимые процессы. Природного аналога эти процессы не имеют.
32 Эксперим. Док-ва гипотезы де Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера.
Электрон имеет , за счёт волновых свойств он должен давать диффракционную картину через кристалл.
ЭП-электронная пушка; Г-гальванометр;
D1, D2 - диафранмы; ЦФ - цилиндр Фарадея; Ni - монокристалл; - угол.
При = const = 50°
Полученный результат можно было объяснить только диффракционным максимумом.
Опыты показали, что пучку эл-нов, ускоренному эл. полем присущи волновые св-ва, т.к. пучок эл-нов на монокристалле Ni даёт дифракцию.
35 Общее (временное) ур-ние Шредингера
Явный вид -ф-ции для микрочастицы:
-ф-ция, описывающая движение микрочастиц в различных уровнях, будет иметь явный вид.
Любой волновой процесс описывается с помощью уравнения:
(1) ...
- НЕВОЗМОЖНО!
Для нахождения -ф-ции взять простое волновое ур-ние и заменить в нём S на нельзя, т.к.:
1)-ф-ция из (1) не удовлетворяет принципу суперпозиции;
2) решение ур-ния (1) соответствует реальным процессам, в которых комплексная часть отбрасывается.
В 1926 Шредингер записал полностью удовлетворяющее всем св-вам ур-ние: (2) ...
общее временное уравнение Шредингера для одномерного случая движения частицы с массой m. . U(x,t) - силовая потенциальная функция. Зависит от координаты и времени. Для трёхмерного случая (2) переходит в:
... (2’)
- оператор Лапласса.
С помощью (2) и (2’) можно описать вероятность перехода эл-на на новые стационарные орбиты.
Знание -ф-ции позволяет находить квадрат модуля -ф-ции - интенсивность волны де Бройля.
Условия решения (2) и (2’):
1) Должна быть известна U(t)
2) Должна быть известна (x,0) или (x,y,z,0)
3) Граничные условия - знание поведения микрочастицы на границе: (0,t);(l,t)
4) Решением (2) и (2’) является -ф-ция, для которой справедливы стандартные условия:
a) НЕПРЕРЫВНА;
б) ОДНОЗНАЧНА;
в) КОНЕЧНА.
Непрерывна - потому чтовероятность нахождения микрочастицы от точки к точке скачком меняться не может.
Однознаяна - не может быть 2-х значений вероятности.
Конечна - соответствует условию нормировки (чтобы был интеграл).
Ур-ние Шред. для стацион. состояния.
Понятие о стационарных состояниях.
1) Потенциальная силовая ф-ция для микрочастицы от времени не зависит:
U(x,t)=U(x)=const
В этом случае U(x) - потенциальная энергия микрочастицы.
2)-ф-ция должна со временем не меняться: ||2 = const по времени.
3) Полная энергия остаётся постоянной: E=const по времени.
4) Для стационарных состояний волновая -ф-ция распадается на 2 сомножителя: (x,t)=(t)·(x). (t) - временной множитель; (x) - координатная часть истинно волновой ф-ции.
Стационарное ур-е Шредингера
Для нахождения (x,y,z) из (2) и (2’) необходимо составить ур-ние без времени. Сделаем переход от (2), испольуя возможность замены (x,t) на (t) и (x).
... (1)
стационарное уравнение Шредингера.
E - полная энергия; U(x) - потенциальная энергия, m - масса. - ?.
... (1’) - Для одномерного случая. EU=T.
(x,y,z), U(x,y,z)
- оператор Лапласса.
Физич. смысл решения стацион. ур-ния
Для нахождения (x) надо решить (1). Ур-ние (1) решается при след. условиях:
1) Известна U(x).
;
2) Должны быть известны граничные условия для координат частиц, т.е. известны (0) и ().
3) (x) - непрерывна, однозначна, конечна.
4) Решение (1) возможно только при опред. дискретных значениях E1, E2,...,En. Каждому значению энергии соотв. своя -функция 1, 2,...,n. Каждая из -функций должна удовлетворять условию нормировки: , n=1,2,3, ..., m
Каждая -функция описывает независимое от соседнего состояние:
- независимость, ортогональность
- помнож. на комплексно-сопряжённое.
- условие ортонормировки.