bilety_s_1-10 (1261376), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Ψ(q1, q2, …, qi, …, qj, …, qn) = –Ψ(q1, q2, …, qj, …, qi, …, qn).
9 Билет
1 вопрос
Ур-е Шредингера – основное ур-е нерелятивистской квантовой механики, которому подчиняется любая волновая ф-ция (x,y,z,t). Частица движется в некотором силовом полеF(x,y,z,t)=gradU(x,y,z,t) то есть силовое поле задается силовой ф-цией. Нужно найти волновую ф-цию, т.е. решить ур-е Шредингера:
ih(/t)=-(h2/2m)+U(x,y,z,t), (x,y,z,t) – искомая волновая ф-ция. i=-1 – мнимая единица, h – константа планка деленная на 2, m – масса частицы, - оператор Лапласа, =2/x2+…+2/z2. =2/x2+…+2/z2 – подставим в уравнение. U – силовая ф-ция характеризует поле, в котором движется частица. Это уравнение справедливо для любой частицы, движущейся с малой скоростью. Оно дополняется условиями: 1) Волновая ф-ция должна быть конечна, однозначна, непрерывна. 2) Частные производные должны быть непрерывны. 3) Функция ||2 должна быть интегрируема. Основные положения статистической интерпретации волновой функции были сформулированы М. Борном в 1926 году, как только было опубликовано волновое уравнение Шрёдингера. В отличие от интерпретации Шрёдингера, представляющей электрон в атоме в виде волнового пакета, интерпретация М.Борна рассматривала электрон в атоме как отрицательно заряженную элементарную частицу и сохраняла структуру электрона. Но при этом законы движения электрона в атоме приобретают вероятностный характер, определяемый волновой функцией. В рамках статистической интерпретации волновой функции терялся смысл понятия траектории движения электрона, однако можно было рассматривать вероятность нахождения электрона в определённом элементе пространства, окружающего ядро атома.
3 Вопрос
Энергетическая светимость тела R(T)-поток энергии, испускаемый единицей поверхности излучающего тела по всем направлениям в пределах 2П стерадиан R= . RT=∫0∞Rν,Tdν. Так же : характеризует мощность оптического излучения, излучаемого малым участком поверхности единичной площади. Равна отношению потока излучения
,испускаемого малым участком поверхности источника излучения, к его площади dS:
=
. Говорят также, что энергетическая светимость — это поверхностная плотность испускаемого потока излучения. Единица измерения- Вт.м−2. Испускаемое излучение может возникать в самой поверхности, тогда говорят о самосветящейся поверхности. Другой вариант наблюдается при освещении поверхности извне. В таких случаях некоторая часть падающего потока в результате рассеяния и отражения обязательно возвращается обратно. Тогда выражение для энергетической светимости имеет вид:
где—
и
-коэффициент отражения и коэффициент рассеяния поверхности соответственно, а Eэ— её облучённость.
10 БИЛЕТ
1 вопрос
Стационарные состояния – это состояния с фиксированными значениями энергии. Это возможно, если силовое поле, в котором движется частица, стационарно, т.е. функция U=U(x,y,z) не зависит явно от времени и имеет смысл потенциальной энергии. Уравнение Шредингера может быть представлено в виде произведения двух функций, одна из которых есть функция только координат, другая - только времени, причем зависимость от времени выражается множителем e-iωt=e-i(E/ħ)t, так что Ψ(x,y,z,t)=ψ(x,y,z)e-i(E/ħ)t, где Е- полная энергия частицы, постоянная в случае стационарного поля. Подставляя это выражение в уравнение Шредингера((–ħ2/2m)ΔΨ+U(x,y,z,t)Ψ=iħ(∂Ψ/∂t), где ħ=h/(2π), m –масса частицы, i-мнимая единица, U-потенциальная функция частицы в силовом поле, в котором она движется
Δ-оператор Лапласа(ΔΨ=∂2Ψ/∂x2+∂2Ψ/∂y2+∂2Ψ/∂z2), Ψ(x,y,z,t)-искомая волновая функция частицы) получим:
-
разделив на общий множитель e-i(E/ħ)t и преобразовав придем к уравнению, определяющему функцию ψ:Δψ+(2m/ħ2)(E-U)ψ=0-уравнение Шредингера для стационарных состояний. Это уравнение имеет бесчисленное количество решений, из которых посредством наложения граничных условий отбираются решения, имеющие физич.смысл. Условия: волновые функции должны быть конечными, однозначными и непрерывными вместе со своими первыми производными. Т.о. реальный физич.смысл имеют только такие решения, которые выражаются регулярными функциями ψ .
3 Вопрос
формула Эйнштейна для фотоэффекта:h=Авых+Ек. Где Авых — т. н. работа выхода (минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества), Ек — кинетическая энергиявылетающего электрона. — частота падающего фотона с энергией h,h— постоянная Планка.Из этой формулы следует существование красной границы фотоэффекта, то есть существование наименьшей частоты, ниже которой энергии фотона уже не достаточно для того, чтобы «выбить» электрон из металла.Суть формулы заключается в том, что энергия фотона расходуется на ионизацию атома вещества и на работу, необходимую для «вырывания» электрона, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона