[ФОЭ] Вопросы к РК

Вопросы для первого предварительного экзамена по ФОЭ в осеннем сем. 2004/2005 уч.г. Первый вопрос 1. Корпускулярно — волновой дуализм фотонов. Корпускулярная и волновая теории света. Развитие представлений о физической природе света в ХУП-ХХ вв, 2. Корпускулярно †волнов дуализм электронов. Эксперименты, свидетельствующие о корпускулярной и волновой природе электрона. Развитие представлений о физической природе электронов в Х1Х-ХХ вв. 3. Исследования по тепловому излучению в Х1Х в. Равновесное тепловое излучение.

Спектральная интенсивность излучения. Испускательная и поглощательная способности тела. Закон Кирхгофа. Законы Стефана — Больцмана и Вина. Принципиальная схема экспериментальной установки по изучению излучения абсолютно черного тела. 4. Исследования по оптическому излучению в Х1Х в. Фраунгоферовы линии. Открытие Кирхгофом спектров поглощения. Испускательная и поглощательная способности тела. Закон Кирхгофа. Принципиальная схема экспериментальной установки по изучению излучения атомных газов и паров. Линейчатые спектры. Серии спектральных линий. 5.

Объяснение Планком экспериментальной кривой спектральной интенсивности абсолютно черного тела. Квантовая гипотеза Планка. Фотоэффект. Работа выхода и соотношение Эйнштейна. Эффект Комптона. Комптоновская длина. 6. Исследования в Х1Х в. газового электрического разряда в газоразрядных трубках. Изобретение ртутного насоса.

Исследования Крукса катодных лучей. Гипотезы о природе катодных лучей. Описание вида электричекого разряда в трубке при разных давлениях. 7. Корпускулярно †волнов дуализм электронов. Гипотеза де Бройля. Дебройлевская длина волны и ее оценка для электрона в пучке катодно-лучевой трубки, для пули и для молекулы воздуха. 8. Корпускулярные свойства электрона.

Измерение заряда электрона Милликеном методом падающей капли. 9. Измерение длины волны в оптике и для рентгеновских лучей. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах. Кристаллические плоскости. Условие Вульфа — Брэггов. 10. Модель атома Дж.Дж.Томсона. Недостатки и достоинства модели. Модель атома Резерфорда. Сравнение кривых потенциальной энергии электрона в атоме Дж.Дж.Томсона и в атоме Резерфорда. Падение эдектрона на ядро. Теория Бора атома Резерфорда. 11. Открытие Резерфордом а —, Д вЂ” и у — лучей. Открытие Резерфордом атомного ядра. Формула Резерфорда и подтверждение ее экспериментом.

12. Развитие представлений о атомно — молекулярном строении вещества. Атомная теория Дальтона. Закон Авогадро. Электролиз и законы электролиза Фарадея. Эксперименты Перрена и Сведберга по броуновскому движению. Второй вопрос 1. Формула Планка для равновесного излучения.

Собственные моды электромагнитного поля в кубической полости. Волновые функции мод. 2. Формула Планка для равновесного излучения. Изображение мод точками в пространстве волновых векторов. Распределение мод по частотам. 3. Формула Планка для равновесного излучения. Связь спектральной обьемной плотности энергии и спектральной интенсив- ности равновесного теплового электромагнитного излучения в по- лости.

4. Формула Планка для равновесного излучения. Равномерное распределение энергии по степеням свободы. Вывод закона Релея— — Джинса. Формула Планка. 5. Формула Планка для равновесного излучения. Гипотеза Планка о квантовании энергии моды электромагнитного поля. Средние энергии классического осциллятора и квантового осциллятора Планка в термостате. 6.

Формула Планка для равновесного излучения. Вывод закона Стефана — Больцмана и закона смещения Вина. 7. Корпускулярные свойства электронов. Эксперимент Дж.Дж.Томсона. Измерение скорости электронов и отношения за- ряда к массе для электрона в катодных лучах. 8. Корпускулярные свойства электронов.

Эксперимент Кауфмана с Д-лучами радиоактивного источника. Измерение релятивистской зависимости массы электрона от скорости. 9. Волновые свойства электронов. Эксперимент Дэвиссона —— Джермера. Отражение электронного пучка от кристаллографических плоскостей. Условие Вульфа — Брэггов. Измерение длины волны электрона.

Применение формулы для дебройлевской дли- ны волны. 10. Модель атома Дж.Дж.Томсона. Расчет кривой потенциальной энергии электрона, Квазиупругая сила. Основное состояние электрона. Характер движения возбужденного электрона. Спектр излучения атома Дж.Лж.Томсона. Оценка размеров атома. 11. Модель атома Дж.Дж.Томсона. Спектр излучения атома в магнитном поле. Теория Лоренца эффекта Зеемана. Расщепление спектральных линий и их поляризация при наблюдении поперек и вдоль магнитного поля.

Определение отношения заряда к массе для атомного электрона. 12. Формула Резерфорда. Схема эксперимента Гейгера — Марсдена. Определение понятия эффективного сечения рассеяния. Вывод формулы связи функций эффективного сеченмя о(О) и прицельного параметра 6(О).

13. Формула Резерфорда. Нахождение функции 6(0). Использование законов сохранения момента импульса и энергии. Вывод формулы Резерфорда и ее обсуждение. 14. Теория Бора атома водорода. Постулаты Бора. Условие квантования круговых орбит. Энергии стационарных состояний атома Бора. Спектральные серии. Формула Бальмера. Постоянная Ридберга. 15. Теория Зоммерфельда атома водорода. Сведение атомной задачи Кеплера к задаче о силовом центре. Приведенная масса электрона.

Вывод интегралов момента импульса (с двумя следствиями~ и полной энергии. Использование полярных координат для интегралов момента импульса и энергии для эллиптической орбиты. 16. Теория Зоммерфельда атома водорода. Вывод уравнения эллипса в полярных координатах.

Параметр и эксцентриситет эллиптической орбиты и их связь с большой и малой полуосями эллипса. Вывод формул, выражающих момент импульса и энергию электрона на эллиптической орбите через ее параметр и эксцен- триситет. 17. Теория Зоммерфельда атома водорода. Зоммерфельдовы условия квантования эллиптических орбит. Радиальное и угловое квантовые числа. Построение квантовых орбит. Эффект вырождения плоских эллиптических орбит по энергиям.

18. Теория Зоммерфельда атома водорода. Пространственное квантование эллиптических орбит. Эффект вырождения пространственных эллиптических орбит по энергиям. 19. Спин электрона. Пространственное квантование момента импульса. Эксперимент Штерна — Герлаха. Принцип запрета Паули и обьяснение периодической системы элементов. Заполненные электронные оболочки.

.