А.Н. Матвеев - Атомная физика, страница 2

ции спина на произвольное направление Среднее значение проекции спина, находящегося в определенном состоянии Вероятность проекции спина на заданное направление В Оглавление 268 й 37. Магнитный н механический моменты атома 2!4 Сложение орбитального момента н спина. Угол между орби~альньгм и спииовым моментами. Полный мапгитный момент электрона.

Векторная модель атома. Сложение моментов импульса в общем случае. Правила сложения спиновых магнитнык моментов Возможные типы связи. !Б урсвязь. Полный магнитный момент атома. Мнокитель Лацле й 38. Квянтово-механическое описание спина в магнитном иоле 220 Уравнение Шредингера для спина в магнитном поле. Прецессия спина й 39. Магнитомеханнческве эффекты 222 Физическая природа эффектов. Опыт Эйнштейна-де Гааза. Прецессия атомов в магнитном поле. Эффект Барнегта й 40.

Экспериментальвыс методы измерении мапипиых моментов 225 Метод отклонения атомов в неоднородном магнитном поле. Метод магнипюго резонанса Залечи 230 ТЕОРИЯ ВОЗМУЩЕНИЙ й 41. Стащюнарная теории возмущений в случае иевырожденных собственных значений 232 Постановка задачи. Оператор возмущения. Вычисление поправок к собственным функциям и собственным значениям. Постановка задачи в теории столкноиеннй. Борновское приближение Формула Резерфорда б 42. Стационарная теории возмущений в случае вырожденных собственных значений 238 Ортогоналиэация собственных функций, принадлежащих вырожденному собственному значению. Снятие вырождения б 43. Нестациоиарная теория возмущений 241 Посгановка задачи. Уравнение Шредингера в нредсгавлении взаимодействия. Вычисление поправок к волновым функлиам Задачи 244 10 л я ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМА С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ б 44. Мультнилетнаи структура термов атомов н линий излучения как результат сини-орбитального взаимодействия 246 Спин-орбитальное взаимодействие.

Мультигшетность энергетических уровней. Мультнцлетиость линий излучения. Правило отбора дл» Д Правило отбора лля 5. Правило отбора лля Д Мульгиплетная структура спсктров щелочных элементов. Мультиплепикгь спектров щюючно-земельных элементов. Мультиплетность спектров атомов с тремя оптическими электронами. Правило мульти- плетностей й 45. Эффект Зеемана 249 Смысл слабого магнитного поля. Расщепление энергетических уровней при помещении атома в мы нитное поле.

Расщеплевие линий излучения. Сложный эффект Зеемана. Простой эффеп Зее- мана В 46. Эффект Паюсна — Бака 252 Сильное поле. Расщепление уровней. Расщепление линий излучения й 47. Эффект Шкирка 254 Эффект Штарка первого порялка в атоме водорода. Равенство пулю первой поправки к энергии основного состояния. Расщепление уровней первого возбужденно~о состояния. Квадратичный эффект Шгарка й 40. Взанмодевствне двухуровневого атома с когерентиым резонансным излучением 257 Двукуровневый атом.

Уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера. Обсуждение физического содержания решения й 49. Динамика свина в переменном магнитном поле 259 Посгановка задачи. Уравнение Шредингера. Решение уравнения. Прецессия спина й 50. Теории дисперсии 261 Задачи теории дисперсии. Пакожление волновой функции. Атомная диэлектрическая восприимчивость й 51. Комбинационное рассеяние 265 Дипольнсе приближение.

Рэлеевское рассеяние. Комбинационное рапжяние Задачи 11 МНОГОЭЛЕКТРОННЫЕ АТОМЫ й 52. Атом гелии 270 Н риголн ь -ар й теории Бора. уравнение Шредингера. Решение задачи в случае пренебрежения взаимодействи- Оглавление 7 й 6Е 330 296 298 Ковалентная ем между алек~ранами и без учета спиноз электронов Тождественность различпых электронов Обменное вырождение Симметрия волновых функций Обменное вырождение и симметрия волновых функций с учетом взаимодействия между электронами Волновые функции электрона с учетом спина Математическая формулировка принципа Паули Взаимодействие между электронами Приближенные мез оды расчета сложных атомов 279 Недостаточность теории возмущений Вариационный метод Метод Ритца Ме- тод самосогласованного поля Статисти.

ческий метал Электронные коифягурацнн и ндеаль- наа схема заполнения оболочек 283 Электронные конфигурации Пгюледова- тельносгь заполнения эзекгронных обо- лочек Правило Хунда Периодичность химических свойств элементов Периодическая система элементов Менделеева 286 Обозначение электронных состояний За- полнение электронных состояний в пер- вых трех периодах Отклонения от идеальной схемы заполнения оболочек Трансурановые элементы 288 Причины нестабильности трансурановых элементов Характеристива почученных трансурановых эчементов Причины чрезвычайно малых времен жизни очень тяжелых трансурановых элементои Рентгеновские спектры 292 Рентгеновское излучение Особенности рентгеновских спектров Объяснение осо- бенностей ренпеновских спектров Закон Мозли Дублетный характер рентгенов- ских спектров МОЛЕКУЛЫ Химическая сввзь Типы химической связи связь Ионная связь Ион молекулы водорода. Метод орбнталей 304 Приближение Бориа Оппенгеймера Ион молекулы водорода Качественное расамотрение Метал орбитвлей Молекула водорода 307 Волновые функции Энергия взаимо- действия Равновесное расстояние Пол- ный спин молекулы Параводород и ор- товодород Валентность.

Метод валентиых свя- зей 312 Инертные газы Валентность Метод ва. лентных связей Структура молекул 313 Метод молекулярных орбиталей Пред. ставление структуры методам валенгных связей Направленные валентности ато- мов Гибридизация Кратные связи меж- ду атомами Колебательные н вращательные спщгтры молекул 316 Энергетические актояния молекулы Вргшение двухатомных молекул Вращение многоатомных молекул Вращательные спектры Колебания лвухатомных молекул Колебания многоатомных молелекул Вращательно-колебательные агекг- ры Электронные спектры молекул 324 Принцип Франка Коплана Классифи- кация электронных состояний молекулы Отбор переходов между колебательны- ми состояниями Прелиссоциация Лю- мииесценция ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ Типы связи в кристаллах 332 Возникновение кристаллической структу- ры Энергия взаимодействия атомов Ионная связь Ковалентиая связь Водо- родная связь Металлическая связь Мо- лекулярная связь Основные лопатин ванной теории твердых тел 335 Теорема Блоха Одномерная модель кри сталла Кронига Пенни Проводники и диэлектрики Естественные полупровод- ники Примесные полупроводники Переход металл металл 344 Энергия ферми Переходы и контакты Возникновение разности потенциалов на переходе металл — мегщпг Расчет разности потенциалов Термоэлектричество Эффект Пельтье Эффект Томсона Полупроводники 350 Примесные уровни Скорость электро- нов Ускорение электронов Эффектив- ная масса Дырки Полвижнасть носи.

гелей Рекомбииация Применение одно- родных полупроводников В Оглавление й 69. р-и-Переходы и транзисторы 356 Возникновение р-л-перехода. Распределение ыектронов и дырок в р-л-переходе. Электрический ток через р-л-переход. Вольт-амнерная характеристика. Емкость р-л-перехода. Диод. Туннельный диод. Выпрямление тока. Детектирование. Стабилитрон. Светоизлучающий диод.

Биполярный транзистор. Вкюачение по схеме с общим змиттером. Включение по схеме с общей базой. Включение по схеме с общим кочлектором. Полевые транзисторы. Интегральные схемы й 70. Сверхпроводимость 369 Сверхцроаодимость. Критическое поле. Критическая птотность гока. Эффект Мейсснера. Сверхпроводники первого и второго рода. Остаточное сопротивление металлов. Снаривание электронов. Энергетическая щель.Фазовая когеревтность. Квантование мапгитнога потока Колебания тока в сверкпроволящем кольце. Туннелирование электронов через диэлектрический слой.

Эффекты Джозефсона Квантовые интерферометры. Высокатемпературная сверхпроводимость Я РЕЛЯТИВИСТСКИЕ ЭФФЕКТЫ В 1т К АТОМНОЙ ФИЗИКЕ В 71. Релятивистские волновые уравнения 382 Область релятивистских эффектов в атомной физике. Общие замечания о релятивистских уравнениях Уравнение Клейна-Гордона. Уравнение Дирака. Волновая функция свободного электрона й 72. Релятивистские эффекты в атомной физике 393 Уровни энергии бесспиновой часгипы в кулоновоком поле. Тонкая структура уровней энергии атома водорода. Состояния с отрицательной энергией й 73.

Физические свойства вакуума 400 Опыты Лзмба и Ризерфорда. Физичеище свойства вакуума КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ Измерение в квантовой механике 404 Материальная точка квантовой механики. Состояние движения. Измерение в классической механике. Измерение в квантовой механике.

Статистический ансамбль систем. Детерминированное и недетерминировашюе изменение состояния. Релукция состояния Элемент физической реальности н проблема полноты квантовой механики 411 Соогношение неопределенностей. Индетерминизм. Рассуждения ЭПР и элементы физической реальности. Проблема полноты квантовой теории. Квантовомеханическая корреляция и неселарабельносгь квантовой системы 416 Квантовые корреляции Корреляция свинов в синглегном состоянии. Схема эксперимента типа ЭПР с поляризациями. Измерение линейной поляризации фотонов. Вычисление коэффициента корреляции поляризаций Корреляционные эксперименты 423 Возбуждение источника каскадного излучения пар фотонов.

Эксперименты с одноканальными анализаторами. Эксперименты с двуккапальными анализаторами Неранено~на Белла н физическая реальность 425 Локальный характер законов классической физики. Неравенства Белла. Экспериментальная проверка неравенств Белла. Физическая реальность. Эксперименты с переключаемыми анализаторами й 79. Физическая реальность н здравый смысл 430 Приложение 435 Предметный указатель 43б Предисловие Предмет атомной физики весьма обширен и не может быть очерчен в краткой замкнутой формулировке. Кратко можно лишь сказать, что к атомной физике относятся вопросы строения атомных оболочек и изучение явлений, обусловленных свойствами и процессами в атомных оболочках. Все это составляет громадную область исследований, многие части которой получили самостоятельное наименование.

Атомная физика как раздел курса общей физики включает в себя рассмотрение лишь явлений, в которых наиболее просто и очевидно проявляются фундаментальные квантово-механические закономерности, позволяющие сформулировать квантово-механические понятия и соответствующую модель этой области явлений. Овладение физической моделью состоит не только в ее индуктивной формулировке на основе обобщения наблюдений, опытных данных и эксперимента, но и в ее дедуктивных применениях. При отборе материала по последнему критерию большое значение имеет актуальность соответствующих вопросов для фундаментального образования современного физика. Круг явлений, в которых наиболее просто и очевидно проявляются квантово-механические закономерности, определяется в первую очередь их очевидной несовместимостью с классическими представлениями. К этому кругу относятся прежде всего явления, обусловленные волново-корпускулярным дуализмом в движении микрочастиц.

Построение модели такого движения привело к формулировке уравнения Шредингера, которое является новым уравнением физики и не может быть «выведено» из ранее известных уравнений. Однако в физике давно было известно, что любые волны описываются соответствующим волновым уравнением. Исторически и логически уравнение Шредингера возникло как уравнение для волн де Бройля. Такой подход к уравнению Шредингера является наиболее простым и естественным в рамках индуктивной формулировки физической модели в курсе общей физики. Однако необходимо со всей возможной полнотой подчеркнуть, что при этом речь идет не о возникновении еще одной новой области физики, которая описывается соответствующим новым дифференциальным уравнением, а о новой области физики, модель которой может быть описана и без дифференциального уравнения Шредингера.