Т.И. Трофимова, З.Г. Павлова 'Сборник задач по курсу физики c решениями' (935848), страница 38
Текст из файла (страница 38)
1 т =+— ю 2 и-с Ответ !СЕ ='~~' 2(21+1)= гл с=-о С5ЗЗ) <,532,> Обьясните, почему в опыте Штерна и Герлаха по обнаруженикс собственного механического момента импульса Еспина) электрона использовалось неодноролное магнитное поле. ~'д "- Оссределнзе числовое значение: 1) собственного механического момента импульса Еспнна) !.„2) проекпии спина А„на напраа- Е,,=Ос — ~ — +1) =й — =9,0910 Дж с. ~2 с.г ! 'г'4 Объясните, что лежит в основе классификации частиц на фермионы и бозоны, а также которьсе из них описываются симметричными волновыми функциями. Исходя из принципа неразличимости тождественных частиц, дайте определение симметричной и антисимметричной волновой функций. Объясните, почему изменение знака волновой функции не влечет за собой изменение состояния.
Учитывая принцип Паули, определите максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых данным главным квантовым числом Ответ 1=0,1,2,3,...,1 -1), т, =О, т1. +2, 13, ..., ~1, Заполненной электронной оболочке соответствуе~ главное квантовое число л = 3 . Определите число электронов на этой оболоч- 11) „, =-1/г, л —. 2) т,=О,Л' — ? с3) т, =-1, т, = 1/2, сУ вЂ” ? Заполненнои электронной оболочке соответствуе~ главное кванф ' апс товое число и = = 4. Определите число электронов на эгон оболочке, которые имеют одинаковые квантовые числа.
. 1) т =-3,2) т,=!/2, Определите суммарное максимальное число з -, р -, сЕ -, /' - и я- электронов, которые могут находип ся на сУ- и О-оболочках атома. ОтВЕт ~П1 Я 1з' 2з' 2р' Зз. оеио ~ Решение с!т 2,„= — =— еУ !т =150 ьВ = ! 5 10 В Ответ ОтВЕт Я,„ш 8,29 пм. ОтВЕт 0=6,62 10 4 Дж ш Дано гт= 0,8с щ =911 10 ' кг : "~Г1- 'з !' еип 2,„=3,64 пм. 535 Запишите квантовые числа, определяющие внешний, или валент- ный, электрон в основном состоянии атома натрия. ! Валентныйэлектрон: и=3,! =О, лт, = О, лт, =я— 2 Пользуясь периодической системой элементов Д. И. Менделеева, запишите символически электронную конфигурацию следующих атомов в основном состоянии: 1) неон; 2) аргон; 3) криптон.
~~0 Хе 1зз 2зз 2рь, ЕЛ '-' 1~' 2зз 2~' З~~ З~ !ЗбКг 1зз 2з'2р ЗззЗр~Зг!' 4з 4р . Пользуясь периодической системой элементов Д. И. Менделеева. запишите символически электронную конфигурацию атома меди в основном состоянии. Пользуясь периодической системой элементов Д. И. Менделеева, запишите символически электронную конфигурацию атома цезия в основном состоянии. Электронная конфигурация некоторого элемента з з 6 з 1з 2л 2р Зз Зр. Определите, чтоэтозаэлемент. Электронная конфигурация некоторого элемента 1з 2з~ 2ра Зз Зр" Зг!' 4з .
Определите, что это за элемент Определите в периодической системе элементов Д. И. Менделее- ва порядковый номер, у которого заполнены К, Л, М -оболоч- ки, а также 4з-подоболочка. тагезс . Объясните: 1) почему тормозной рентгеновский спектр является сплошным, 2) почему сплошной рентгеновский спектр имеет резкую границу со стороны коротких волн н чем опред еляется ее положение. ~к азу;» Определите наименьшую длину волны рентгеновского излучения, д,аяпэ,» пред л если рентгеновская тр) бка работает при напряжении Уш150 кВ Минимальная длина волны рентгеновских лучей, полученных от трубки, работающей при напряжении !l = 60 кВ, равна 20,7 пм.
Определите по этим данным постоянную Планка. Определите длину волны коротковолновой границы сплошного 4' предел е рентгеновского спектра, если скорость с электронов, бомбардиРу ющнх анод рентгеновской трубки, составляет 0,8с Решение Н'(2 и) ~ з) ~ Р'=1,1 0 г гл и — = В'(2-1) ~ —,— —,1 ° 1 2 2 1, и=2, 2(Л, — ЬЛ)=Л,, Л, = 2дЛ. (2 1)з= — ', 3К'Л ' Ответ Л, =1оо ОтВЕт 7. = 42, молибден. Решение 36 (2 — а) =— 5Я' Л вЂ” =Я(У вЂ” и) з 2 2 3 Ответ о = 5,бз.
Отевт Л = 20,4 пм. (537,3 (53б~ Определите длину волны коротюволновой ~ранним сплошного рентгеновсюго спектра, если при увеличении напряжения на рентгеновской трубке в два раза она изменилась на 50 пм. Определите порядковый номер элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, если граничная частота К-серил характеристического рентгеновского излучения составляет 5,55 1О" Гц. Определите длину волны самой длинноволновой линии К-серии характеристичесюго рентгеновского спектра, если анод рентгеновской трубки изготовлен из платины. Постоянную зкранирования принять равной единице.
Определите порядковый номер элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева, если длина волны Л линии К„ характеристического рентгеновского излучения составляет 72 пм. Определите постоянную экранирования о для Ь-серии рентгеновского излучения, если при переходе электрона в атоме вольфрама с М-оболочки на Ь-оболочку длина волны Л испупзенного фотона составляет 140 пм.
, -линия: гл=2, и=3, ОИЫЕРИ Е = 8,88 кэВ Огг1г7Е1гя А — и(((г) 1 А -А е(()г) е д(7), гы Отвеин е (е яц(ьг)» 1 (Е, — (()» lгТ (539;7 6,87,)( В атоме вольфрама электрон перешел с Л7'-оболочки на Е-оболоч ку Принимая постоянную экранирования о = 5,бЗ, определнзс энергию испущенного фотона )к ~- Известно„что в спектре комбинационного рассеяния помимо не смещенной спектральной линии возникают стоксовы (или красные) и антистоксовы (или фиолетовые) спутники Объясните механизм их воз никновения и их свойства Объясните механизм возникновения, свойства и особеицосгп вы- нужденного (индуцированного) излучения Объясните, почему для создания состояний с инверсией населен- ностей необходима накачка Объясните, почему активные среды, используемые в оптически .
квантовых генераторах, рассматриваются в качестве сред с отри нательным коэффициентом поглощения Ог(ьясните, какие три компонента обязательно содержит оптичес- кий квантовый генератор (лазер) и каково их назначение Перечислите и прокомментируйте основные свойства лазерно7о излучения 6.4. Элементы квантовой статистики Объясните отличие бозе-газа от ферми-газа, а также обоих этих газов от классического газа Покажите, что при очень малом параметре вырождения распределения Бозе — Эйнштейна и Ферми — Дирака переходят в распределение Максвелла — Больцмана 1 1 1 ( ') (е,-яу(ег)~ ! е ((ег) -„((ег)~ ! А Пользуясь распределениями Бозе — Эйнппейна н Ферми — Дира- ка, получите распределение Максвелла — Больцмана Объясните, при каких условиях к электронам в металле примени- ма 1) классическая статистика, 2) квантовая статистика Объясните, при каких условиях можно применять статистику Максвелла — Батьцмана к электронам в метшще Пользуясь распределением Ферми — Дирака, получите распределение Максвелла — Больцмана 1 1 (е -7 у(ег) 7 ((ег) -ед((г) ! е-е /(~г) ())7(- =, =е =е 77 е(е -РУ()т)+1 е(е ЙД)т) Статистика Максвелла — Больцмана »я-а,)»г Ответ (540~ (5412 Определите функцию распределения для электронов, находящи; ся на энергетическом уровне Е для случая Š— Ев <(?»Т, пользуяс)п 1) статистикой Ферми — Дирака; 2) статистикой Максвелла — Больцмана е я» е (Б-»»)»е-я ) (ПСЕ)) Ае»г е»г,е»г е 1т е гг Определите функцию распределения Ферми — днрака при Т ~ 0 К для электронов, находящихся на уровне Ферми.
Объясните полученный результат. Ответ Е = Ег (?)»г»Е))»ь-я )1ыт) о е+1 Объясните физический смысл энергии Ферми Объясните, почему работа выхода электрона из металла следуез отсчитывать от уровня Ферми, а не от дна "потенциальной ямы", как это делается в классической теории. Определите число свободных электронов, занимающих в среднем уровень энергии, равной энергии Ферми. спите на основе квантовой теории отсутствие заметного отлична в теплоемкостях металлов и диэлектриков.
Объясните целесообразность введения фонопов, атакже перечис- лите их свойства. Какая статистика описывает фононный газ? Почему? Определите в электрон-вольтах максимальную энергию Е фонона, который может возбуждаться в кристалле ХаС1, характеризуемом температурой Дебая То =320 К. Фотон какой длины волны А обладал бы такой энергией? ОтВЕт Е=0,028 эВ, 2=45 мкм.
Сравните выражения для удельной электрической проводимости металла по классической и квантовой теории и объясните, чем отличаются они по физическому содержанию. Объясните причину электрического сопротивления металлов с точки зрения квантовой теории эдекгропроводности металлов. воднике дей- соответственноравно Я~ и Р,. 6.5. Элементы физики твердого тела различие энергетических состояний электронов в кристалле и в изолированном атоме.
ясните образование зонного энергетического спектра в кристалле, показав, что этот эффект — квантово-механический и вытекает из соотношения неопределенности Гейзенберга. ясните, как изменится энергетический спектр валенгных электронов, если число обратгющих кристалл атомов увеличить в 3 раза. Объясните различие в электрических свойствах металлов, диэлектриков и полупроводников с точки зрения зонной теории твердого тела. Объясните различие между диэлектриками и полупроводниками с точки зрения зонной теории твердого тела. ясннте различие между металлами и диэлектриками с точки зрения зонной теории твердого тела. сните механизм дырочной проводимости собственных полупроводников.
Объясните электрические свойства полупроводников с точки зрения зонной теории твердого тела. Как меняется с температурой сопротивление полупроводника — увеличивается или уменьшается? Почему? Д, что уровень Ферми в собственном полупро ствигельно расположен в середине запрещеннои зоны. Германиевый образец нагревают от О до! 7 'С. Принимая ширину запрещенной зоны германия ЛЕ = 0,72 эВ, определите, во сколью раз возрастает его удельная проводимость.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
