билеты08 теория задачи (56стр) (798014), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Постулаты Бора. 1. Электрон в атоме может двигаться только поопределенным стационарным орбитам. Движущийся по стационарной замкнутойорбите электрон, вопреки законам классической электродинамики, не излучаетэнергии. 2. Разрешенными стационарными орбитами являются только те, для которыхугловой момент импульса L электрона равен целому кратному величины постояннойПланка ħ. Поэтому для n-ой стационарной орбиты выполняется условие квантованияL=nħ.
3. Излучение или поглощение кванта излучения происходит при переходе атомаиз одного стационарного состояния в другое. При этом частота ω излучения атомаопределяется разностью энергий атома в двух стационарных состояниях, так что ħω nk=Ek-En.Билет №251. Частица в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками.Квантование энергии. Плотность вероятности нахождения частиц для различныхсостояний.U(x)={∞: x<0; 0: 0<x<a; ∞: x>a}. Уравнение ШредингераВ силунепрерывности волновая функция ψ(x) должнаобращаться в нуль и на границах ямы: при x=0 и приx=a.
Введем обозначение=>ψ’’+k2ψ=0=>ψ(x)=Asin(kx+a). Т.к. ψ(0)=0, тоAsin(α)=0=>α=0 (α=-πm отбрасываем, т.к. физ.смыслимеет только квадрат модуля волновой фунции). Т.к.ψ(a)=0 Asin(ka)=0=>ka=±πn, n=1,2,3…(n=0 отбрасыаем,т.к. в этом случае частицы не существует). Подставляязначения для k, получимт.е.энергия квантуется. Получаем=>2.=>Атом во внешнем магнитном поле.
Эффект Зеемана.При помещении магнитного момента⎯pM во внешнее магнитное поле с индукцией⎯B,он приобретает дополнительную энергию за счет магнитного взаимодействия W= ⎯pM⎯B=-pzMB. Поэтому, если изолированный атом с энергией E в состоянии сквантовым числом J попадает в магнитное поле, то энергия уровня E изменяется так,что это изменение, в зависимости от взаимной ориентации магнитного момента и поля,соответствует одному из 2J+1 возможных значений ΔEj=-pJzMB= gμБmjB.
=>Расщепление ΔE= gμБB=gΔE0. Эффект Зеемана - эффект расщепления спектральныхлиний в магнитном поле. Наиболее простой случай соответствует расщеплениюодиночной линии, обусловленной переходами между энергетическими уровнями, длякоторых S=0=>g=1=>ΔE=ΔE0.
Смещение частотынормальное смещение. Такой случай расщепления спектральной линии назеемановский триплет называется простым или нормальным эффектом Зеемана. Дляпереходов между уровнями с S≠0 у расщепленной спектральной линии оказываетсябольше трех компонент, а величина расщепления отличается от нормального. Такоерасщепление спектральных линий называется сложным или аномальным эффектомЗеемана.Билет №261. Уравнение Шредингера, его свойства. Вероятностная интерпретация волновойфункции.Общее временное уравнение Шредингера, позволяющее определить в любой моментвремени волновую функцию ψ для частицы массы m0, движущейся в силовом поле⎯F=gradU, описываемом скалярной потенциальной функцией U(x,y,z,t), имеет вид.
Свойства уравнения для свободной частицы, с кинетическойэнергий E=p /2m0, движущейся в отсутствие силовых полей (U=0,⎯F=0) в направленииоси x, решением соответствующего уравнения Шредингера является волновая функцияψ(x,t)=Aexp{-(1/ ħ)(Et-px)}, соответствующая плоской волне де Бройля. Этот фактпозволяет утверждать, что и в общем случае уравнение Шредингера является волновымуравнением. Линейность этого уравнения обуславливает принцип суперпозицииквантовых состояний.
Первый постулат квантовой механики. Состояние частицы вквантовой механике описывается заданием волновой функции ψ(x,y,z,t), являющейсяфункцией пространственных координат и времени. Вероятностный смысл волновой2функции. Квадрат модуля волновой функции ψ(x,y,z,t) определяет плотностьвероятности w того, что в момент времени t≥0 частица может быть обнаружена в точкепространства M=M(x,y,z) с координатами x, y и z.w=dP/dV=|ψ|2=ψ*ψ.2. Зонная теория твердых тел. Структура зон в металлах, полупроводниках идиэлектриках.На валентные электроны в кристалле действует периодическое поле решетки, чтоприводит к тому, что спектр возможных значении энергии валентных электроновраспадается на ряд чередующихся разрешенныхи запрещенных зон. В пределах разрешенныхзон энергия изменяется квазинепрерывно.Значения энергии, принадлежащиезапрещенным зонам, не могут реализоваться.Валентной зоной (в случае металла ее такженазывают зоной проводимости) называютразрешенную зону, возникшую из того уровня,на котором находятся валентные электроны восновном состоянии атома.
В случае Me эл-нызаполняют валентную зону неполностью, поэтому достаточно сообщить э-нам совсемнебольшую энергию(10-22 эВ), чтобы перевести их на более высокие уровни. В случаяхп/пр-ка и диэлектрика уровни вал. зоны полностью заняты электронами. Для тогочтобы увеличить энергию э-на необх. сообщить ему кол-во энергии ≥, чем шириназапрещ. зоны. Если эта ширина невелика (неск. десятых эВ), то энергии тепловогодвижения оказывается достаточно Свободная зона окажется для них зонойпроводимости. Такое в-во – полупроводник. Если ширина запрещ. зоны порядка неск.эВ, тепловое движение не сможет забросить в своб. зону заметное число э-нов. В этомслучае кристалл – диэлектрик.Билет №271.
Элементарные частицы. Виды взаимодействий элементарных частиц.Классификация частиц. Лептоны и адроны. Кварковая структура адронов.Элементарные частицы - простейшие структурные элементы материи, которые насовременном уровне развития физики нельзя считать соединением других частиц.Вещество - Макромир - Поле______||||МИКРОМИРМолекулы||Атомы|||Атомные ядра|||Адроны|||Кварки Лептоны ПереносчикивзаимодействийЭлементарные частицы различаются:- по массам покоя - на лептоны, мезоны и барионы;- по наличию электрического заряда - на положительные, отрицательные инейтральные;- по времени жизни - на стабильные и нестабильные.В настоящее время известны четыре вида взаимодействий между эл.
частицами:сильное(А=1, Р=10-15 м, Т=10-23 с), электромагнитное(10-2, ∞, 10-16 с ), слабое(10-6, 10-18м, 10-8 с ) и гравитационное(10-38, ∞, -). Интенсивность взаимодействия обычнохарактеризуют с помощью так называемой константы взаимодействия А, кот.представл. собой безразмерный параметр. Р – радиус действия.Сильное взаимодействие – силы, связывающие нуклоны в атомном ядре.Электромагнитное взаим. – вызывают разлёт осколков, образующихся при деленииядер.Слабое взаим. – бета-распад, многие распады элементарных частиц(мюонов, пимезонов и др.), реакции, происходящие на Солнце и др. звёздахГравитационное взаим. – самые слабые, играют роль для тел с большой массой.Классификация элементарных частиц.АдроныПереносчикиЛептоныБарионывзаимодействийМезоныНуклоны Гипероны+0γ, W и ZΛ, Ω, Ξ, Σе, τ, μ,π, К,η ибозоны,р, nиνе, νμ , ντ резонансыглюонырезонансыЛептоны – эл.
частицы, не участвующие в сильном взаим. и имеющие спин ½, т.е.лептоны – ферми-частицы.Адроны – эл. частицы, участвующие в сильном взаим. Мезоны – адроны, обладающиенулевым или целочисленным спином, мезоны – бозе-частицы. Барионы – адроны сполуцелым спином, барионы – ферми-частицы.
Существуют барионныезаряды(квантовые числа)В, для барионов В=1, для анти барионов В=-1, для остальныхчастиц В=0. Аналогично вводят лептонные числа. Опыт показывает, что для нихдействует закон сохранения.Кварковая структура адронов. Существует 6 типов кварков, спин у всех равен ½,барионный заряд у всех 1/3.Квар Электрическ Страннос Шарм(ОчарованПравдивость(истинноский зарядтьие)Красот ть)Саu+2/30000d-1/30000s-1/3-1000c+2/30100b-1/30010t+2/300012. Эмиссия электронов из металла.
Эффект Шоттки. Холодная (автоэлектронная)эмиссия.Наименьшая энергия, которую необходимо сообщить эл-ону для того чтобы удалитьего из твердого или жидкого тела в вакуум, называется работой выхода. Ееобозначают eϕ, где ϕ - величина, называемая потенциалом выхода. Работа выходаэлектрона из металла определяется выражением: eϕ=Ep0-EF (в предположении, чтотемпература металла равна 0 К (Ep0 - полная работа выхода )).
При других температурахработу выхода также определяют как разность глубины потенциальной ямы и уровняФерми. Работа выхода сильно зависит от состояния пов-ности металла. Притемпературах, отличных от абсолютного нуля, имеется некоторое кол-во эл-нов,энергия которых достаточна для того, чтобы преодолеть потенциальный барьер награнице металла. При повышении температуры их кол-во растет.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
