1626435864-fa2f9087944b9d48e9db8737922919e4 (844325), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Передача возбуждения,перезарядка, рекомбинация, прилипание.Распространениебыстрых заряженных частиц черезвещество. Ионизационные и радиационные потери.Излучение Вавилова-Черенкова.Основные особенности и эффектыраспространения -квантов в веществе. Фотоэффект,комптон-эффект.Образование электрон-позитронныхпар. Основы дозиметрии.12-я2 часалекций2 часасеминаров2 часа13-я2 часовлекций2 часасеминаров2 часаСдача семестровых заданий (2часа)14-я2 часалекций2 часасеминаров2 часа2-я контрольнаяработа (2 часа).15-я2 часалекций2 часасеминаров2 часаРазбор контрольной работы.Допуск к экзамену16-я2 часалекций2 часасеминаров2 часаЭкзамен (2 часа).32часа32 часа32 часа12 часовЭкзамен проводится только после полной сдачи заданий.7www.phys.nsu.ruВопросы к экзамену по курсу «Физика и химия атомов и молекул»Энергия стационарных состояний сложных атомов.
Приближенные методы расчета энергии атомов со многими электронами. Термы атомов.Атомы с одним валентным электроном.. Одноэлектронные термы и спектры.Атомы c двумя валентными электронами. Двухэлектронные термы и спектры.Связь между моментами. Возмущения в сериях. Последовательность заполненияэлектронных оболочек.
Периодическая таблица.Рентгеновские спектры атомов.Образование молекул. Ковалентная и ионная связь. Молекулярные орбитали.Квантовые числа и электронные конфигурации двухатомных молекул.Расчет энергии состояний молекул. Ион Н2+Расчет энергетических состояний молекулы водорода.Структура многоатомных молекул. Гибридизация.Молекулярные спектры. Молекула, как сферический, симметричный или ассиметричный волчок. Вращательные, колебательные и электронные состояниямолекул.Время жизни электронно-возбужденных состояний атомов и молекул.
Вероятность перехода и естественное уширение спектральных линий:Уширение спектральных линий: столкновительное и допплеровское.Эффект Дике: сужения линий.Сечение усиления и поглощения света.Рассеяние света на атомах и молекулах. Индуцированная резонансная флуоресценция и упругое рассеяние.Нелинейная оптика. Многофотонное взаимодействие.
Комбинационное рассеяние.Движение атомов в резонансных световых полях. Давление света на атомы.Светоиндуцированный дрейф в газе и ток в плазме.Обменные процессы при столкновении частиц. Передача возбуждения, перезарядка.Обменные процессы при столкновении частиц. Рекомбинация.Распространение быстрых заряженных частиц через вещество. Ионизацонные ирадиационные потери. Излучение Вавилова-Черенкова.Основные особенности и эффекты распространения -квантов в веществе. Фотоэффект, комптон-эффект.
Образование электрон-позитронных пар.Примерный план тем семинарских занятий(все ссылки даются из списка литературы, см. раздел 7 настоящей Программы)В программе практических (семинарских) занятий указаны основная тема и конкретныевопросы, затем приведена соответствующая литература, необходимая при подготовке к семинару, пособие [1] является основным источником к каждому семинару; задачи и семестровые задания приведены ниже в отдельном списке.1.
Классические и квантовые модели атома (2 часа).Модель Томсона. Планетарная модель Резерфорда. Атом Бора.Атом водорода (квантовая теория). Схема решения уравнения Шредингера. Квантовыечисла. Кулоновское (случайное) вырождение. Атомные орбитали. Спектр атома водорода:правила отбора, тонкая и сверхтонкая структура.8www.phys.nsu.ru[4] гл.5 и 9; [6] §13.2. Водородоподобные атомы (2 часа).Атомы щелочных металлов. Поправка Ридберга. Снятие случайного вырождения. Сериальные закономерности. Дублетное расщепление. Спин электрона.[2] §68, [8] §33.3. Многоэлектронные атомы (2 часа).Приближение центрально-симметричного самосогласованного поля.
Модель ТомасаФерми. Электронные оболочки и слои. Принцип Паули. Правило Хунда по заполнению электронной оболочки. Таблица Менделеева. Рентгеновские спектры.[2] §73; [4] §§10.1-10.6.4. Энергия многоэлектронного атома. Атомные спектры (4 часа).Спин-орбитальное, спин-спиновое электронное и электрон-ядерное взаимодействия.Несохранение моментов. Квантовые числа L, S и J.
Приближение LS- и jj-связи. Определениеэнергетического состояния (термов) многоэлектронного атома внутри электронной конфигурации. Правила Хунда, определяющие относительную энергию термов. Диаграммы Гротриана.[3] §84 [4] §§10.7-10.9; [7] §§5, 6.5.
Взаимодействие атомов (2 часа).Обменное (короткодействующее) взаимодействие. Ван-дер-Ваальсовское (дальнодействующее) взаимодействие.[2] §§75, 89; [6] §52.1-я контрольная работа.6. Химическая связь (2 часа).Образование молекул. Ковалентная и ионная связи. Валентность. Схема решенияуравнения Шредингера для иона водорода. Метод линейной комбинации атомных орбиталей. Молекула водорода.[4] гл.12; [2] §81.7. Структура молекул (2 часа).Молекулярные орбитали. Корреляционные диаграммы. Гибридизация.
Симметриямолекул.[4] гл.13.8. Энергетические уровни молекул. Молекулярные спектры (2 часа).Разделение энергии молекулы на электронную, колебательную и вращательную. Вращательные уровни молекул двух типов: симметричных и несимметричных волчков. Молекулярные термы двухатомных молекул. Принцип Франка-Кондона.[2] §103; [5] §§17.1-17.5, §§19.3-19.6; [4] гл.14.9.
Интенсивность спектральных линий (2 часа).Время жизни возбужденных состояний. Дипольное излучение. Матричные элементы,правила отбора. Коэффициенты Эйнштейна. Силы осцилляторов. Интенсивность спектральных линий. Однородное и неоднородное уширение контура. Эффект Дике. Усиление и поглощение света.[5] §§4.1 – 4.3, 4.5, - 4.8, 5.6; [10] §§70,71,74.10. Атомы и молекулы во внешних электрических и магнитных полях (2 часа).Магнитный момент атома. Множитель Ланде (g-фактор) Простой и сложный эффектЗеемана.
Явление Пашена-Бака. Магнитный резонанс: спиновой и ядерный. Эффект Штарка.[10] §§62, 63, 65; [2] §§76,77.11. Рассеяние света на атомах и молекулах (2 часа).Резонансная флуоресценция и упругое рассеяние. Нелинейная оптика. Многофотонное взаимодействие. Эффект Рамана.[9] гл.11, 12.12. Движение атомов в резонансных световых полях (2часа).9www.phys.nsu.ruДавление света на атомы, светоиндуцированный дрейф в газе и ток в плазме. Оптогальванический эффект.[1]13. Взаимодействие атомов и молекул при столкновениях (2 часа).Упругое рассеяние, ионизация, возбуждение.[1]14.
Обменные процессы при столкновениях (2часа).Передача возбуждения, перезарядка, рекомбинация, прилипание.[1]2-я контрольная работа.15. Основы дозиметрии (2часа).[1]Задачи к семинарским занятиям1-й семинар1. Согласно модели Томсона найти радиус атома водорода и длину волны испускаемогоим света, если его энергия ионизации равна 13,6 эВ.2. Найти вероятность того, что -частица с энергией 3 МэВ при прохождении свинцовойфольги толщиной 1,5 мкм испытает рассеяние в интервале углов 59-61.3. Оценить время, за которое электрон, движущийся вокруг ядра водорода по орбитеr=0.5А, упал бы на ядро, если бы он терял энергию на излучение в соответствии склассической теорией.4. Частица массой m движется по круговой орбите в поле U=r2/2.
Найти с помощью боровского условия квантования разрешенные уровни энергии и соответствующие радиусы орбит.5. Пренебрегая спин-орбитальным взаимодействием для атомарного водорода вычислить:а) в каких пределах должна лежать энергия бомбардирующих электронов, чтобыспектр излучения атома имел только три линии, указать их длины волн;б) минимальную разрешающую способность спектрометра /, при которой можноразрешить первые 20 линий серии Бальмера;6. Вычислить для мезоатома водорода (масса мезона составляет 207 масс электрона):а) радиус первой боровской орбиты;б) длину волны резонансной линии;в) энергии связи основных состояний, когда ядром является протон или дейтон; сравнить изотопический сдвиг со сдвигом в атоме водорода.7.
Найти для позитрония:а) радиус первой боровской орбиты;б) потенциал ионизации;в) постоянную Ридберга и длину волны резонансной линии.8. Для атомарного водорода построить схему возможных переходов для головной линиисерии Бальмера с учетом тонкой структуры. Определить интервал (в см-1) междукрайними компонентами.9.
Оценить (в электронвольтах) расщепление 2P состояния позитрония, вызванное взаимодействием спиновых магнитных моментов позитрона и электрона.10. Оценить по порядку величины длину волны излучения межзвездного атомарного водорода в радиодиапазоне. Межзвездный водород находится в основном состоянии, иего излучение обусловлено переориентацией спина электрона.2-й семинар10www.phys.nsu.ru1. Найти константу С1 дипольной составляющей потенциала атомного остова атома рубидия, если известно, что квантовый дефект =1.3 при l=2.2. Термы атомов и ионов с одним валентным электроном можно представить в видеТ=R(Z-a)2/n2, где Z – заряд ядра (в е); а – поправка экранирования, n – главное квантовое число.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
