- •1, Ньютонова форма уравн механики
- •3. Гамильтонова форма представления
- •2.Лагранжева форма уравн механики
- •11. Типы термодинамических систем и процессов. Первое начало термодинамики. Работа. Количество теплоты. Внутренняя энергия.
- •12. Второе начало термодинамики. Цикл Карно. Второе начало термодинамики в формулировке Клаузиуса и Кельвина. Круговые процессы. Тепловые машины. Теоремы Карно.
- •13. Энтропия. Энтропия идеального газа. Закон возрастания энтропии. Статистическое истолкование второго начала термодинамики. Теорема Нернста (третье начало термодинамики).
- •14.Термодинамические потенциалы закрытых и открытых термодинамических систем. Понятие обобщенных термодинамических координат и сил.
- •15. Статистические распределения (микроканоническое, каноческое и большое каноническое), их физический смысл и использование для нахождения термодинамических параметров.
- •16. Идеальный квантовый Ферми-газ. Распределение ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ. Поверхность.
- •19. Фазовые превращения. Фазовые диаграммы. Уравнения Клапейрона-Клаузиуса.
- •17. Идеальный квантовый Бозе-газ. Распределение Бозе-Эйнштейна. Квантовая статистика фотонов и фононов, их термодинамические величины и уравнения состояния.
- •18. Неидеальный газ. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •22. Электрический заряд. Закон Кулона. Электрическое поле. Потенциальность электрического поля
- •24. Стационарное магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера. Сила Лоренца.
- •23. Электрическое поле в проводниках и диэлектриках. Энергия электрического поля.
- •25. Вихревой характер магнитного поля. Энергия магнитного поля. Магнитные свойства вещества.
- •26. Электрический ток. Уравнение непрерывности. Законы постоянного тока. Проводимость различных сред. Критерий квазистационарности.
- •27. Электромагнитное поле. Явление электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле и токи смещения
- •29. Основы специальной теории относительности.
- •30. Электромагнитные волны. Волновые уравнения и их решения. Плоская электромагнитная волна, её свойства и характеристики. Перенос энергии электромагнитными волнами.
- •20. Фазовые переходы первого и второго рода (поведения термодинамическое потенциалов и производных от них)
- •33. Интерференция света. Когерентность. Способы получения когерентных волн. Интерференция многих волн. Интерферометрия.
- •34. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера. Дифракционная решётка. Физические основы голографии.
- •35. Поляризация света. Основные виды поляризации. Получение и преобразование поляризованного света. Поляризационные приборы
- •4)Призма Аренса.
- •37. Геометрическая оптика. Принцип Ферма. Центрированная оптическая система. Простейшие оптические приборы.
- •38. Принцип работы лазера и свойств лазерного излучения. Основы нелинейной оптики
- •39. Корпускулярно-волновой дуализм. Фотоны. Фотоэффект. Опыты Франка-Герца. Волны де Бройля. Дифракция микрочастиц. Связь между корпускулярными и волновыми свойствами
- •21. Флуктуации термодинамических величин. Распределения Гаусса. Корреляции основных термодинамических величин.
- •40.Квантование энергии атомов. Постулаты Бора. Модель атома Бора.
- •41. Атом водорода. Волновые функции и уровни энергии. Квантовые числа.
- •43.Атом во внешних полях. Эффект Зеемана. Эффект Штарка.
- •42.Строение сложных атомов. Принцип Паули и электронные оболочки. Физическое объяснение периодического з-на.
- •36. Распространение света в среде. Дисперсия и поглощение. Рассеяние света.
- •45.Принцип суперпозиции состояний в кв.Мех. Решение уравнения Шредингера для линейного осциллятора
- •48. Интегралы движения в кв. Мех. Элементы теории представлений.
- •46.Принцип причинности в кв. Мех. Временное уравнение Шредингера. Стационарные состояния.
- •47.Одновременное определение физ. В-н. Соотношение неопределенностей.
- •49.Квант переходы.Вероятности переходов.
- •50.Уравнение Дирака.
- •51.Общая характеристика атомных ядер.
- •52.Энергия связи ядра.
- •53.Явление радиоактивности.
- •57. Стандартная модель
- •54.Ядерные реакции
- •56.Фундаментальные взаимодействия.
51.Общая характеристика атомных ядер.
Опыты Резерфорда по рассеянию -частиц атомами показали, что атом имеет электронную оболочку и ядро малых размеров. Ядром называется центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома (99,6%) и весь его положительный заряд. В 1919 г. Резерфорд обнаружил, что при бомбардировке ядер азота 14N α-частицами из него вылетают положительно заряженные частицы. Величина заряда этих частиц была равна величине заряда электрона, но противоположна по знаку.
Масса частицы была почти в 2000 раз больше массы электрона. Обнаруженную частицу назвали протоном. 1932 г. Д. Чедвик показал, что это новая, нейтральная частица с массой, приблизительно равной массе протона. Ее назвали нейтроном.Сразу после открытия нейтрона Д. Иваненко и В. Гейзенберг независимо друг от друга выдвинули гипотезу, согласно которой ядро атома любого химического элемента состоит из двух видов элементарных частиц – протонов и нейтронов, которые являются двумя зарядовыми состояниями ядерной частицы, называемой нуклоном. Заряд ядра равен суммарному заряду входящих в ядро протонов Ze, где Z – порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева (зарядовое число, атомный номер ядра). Число Z определяет количество электронов в атоме и протонов в его ядре, т.к. атом в целом электронейтрален. Количество нейтронов в ядре обозначается N. Общее число нуклонов в ядре называют массовым числом ядра А: A = N + Z
Время жизни протона t1032 лет. Время жизни нейтрона в свободном состоянии t11,7 минут. Он самопроизвольно распадается, превращаясь в протон, испуская при этом электрон и антинейтрино. Схему распада нейтрона можно написать следующим образом: n → p + e + ν~
В ядре он стабилен.Протон, нейтрон и электрон имеют спиновое число, равное 1/2.Ядро химического элемента обозначают символом ZAХ, где Х – символ атома химического элемента в периодической системе Менделеева, А – массовое число или общее число нуклонов, Z – зарядовое число, или число протонов. Для всех ядер .Ядра, имеющие одно и то же зарядовое число при различном количестве нейтронов называются изотопами. Все химические элементы представляют собой природные смеси изотопов.например, водород имеет три изотопа: легкий изотоп с ядром 11Н (протий), тяжелый изотоп с ядром 12Н (дейтерий) и искусственно полученный изотоп с ядром 13Н (тритий). У урана (Z=92) имеется 12 изотопов с массовыми числами отА=228 до А=239. Всего известно около 300 устойчивых изотопов и более 2000 естественных и искусственно полученных неустойчивых (так называемых радиоактивных) элементов.Ядра, имеющие одно и то же значение массового числа при различных зарядовых числах, называются изобарами. Ядра, имеющие одинаковое число нейтронов, называются изотонами. Например – 613C, 714N, 815O.Существуют радиоактивные ядра с одинаковымиА и Z, отличающиеся периодом полураспада. Они называются изомерами. Например, существуют два изомера ядра 3580Br, у одного из них период полурапада равен 18 минут, у другого – 4,4 часа.В зависимости от четности числа входящих в ядро протонов и нейтронов, ядра могут быть четно-четными, четно-нечетными, нечетно-четными и нечетно-нечетными. Во всех случаях первой указывается четность числа протонов.Спиновое число ядраI слагается из спинов нуклонов и их орбитальных моментов. Для вычисления спина ядра имеет значение четность чисел Z и N. У четно-четных ядер спиновое число равно нулю, у нечетно-нечетных – целому числу. У ядер с нечетнымА спиновое число имеет дробное значение: 1/2, 3/2, 5/2 и т.д. В основных состояниях всех стабильных ядер результирующее спиновое число ≤ 9/2. Это указывает на то, что спины большинства нуклонов в ядре взаимно компенсируют друг друга, располагаясь антипараллельно.Знание полного спинового числа позволяет определить собственный момент импульса ядра или спин ядраL = ћ(I(I + 1))0,5
Ядерные силы и их свойства.
Огромная энергия связи нуклонов в ядре говорит о том, что между ними имеется очень сильное взаимодействие, носящее характер притяжения. Оно удерживает нуклоны в ядре на расстоянии ~ 10-15 м друг от друга, несмотря на отталкивание между протонами. Ядерное взаимодействие получило название сильного взаимодействия. Его можно описать с помощью поля ядерныхсил, которые нельзя свести ни к одному из типов сил, известных в классической механике (электромагнитным или гравитационным). Ядерные силы свойств:1.Короткодействие. Радиус действия ядерных сил составляет (1,5÷2,2)·10-15 м.2.Зарядовая независимость – притяжение между двумя нуклонами в ядре одинаково, независимо от зарядового состояния нуклона, то есть два нейтрона притягиваются друг к другу с такой же силой, что и два протона или протон с нейтроном.3.Ядерные силы нецентральные – их нельзя представить действующими по линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклоновнейтрон и протон удерживаются вместе в ядре дейтерия, только если их спины параллельны.4.Насыщенность нуклон в ядре взаимодействует не со всеми оставшимися нуклонами, а лишь с ограниченным числом ближайших к нему нуклонов