- •Основы Квантовой физики
- •1. Квантовая оптика
- •1.1. Тепловое излучение Теоретический материал
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •1.2. Фотоэффект Теоретический материал
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •1.3. Фотоны. Давление света Теоретический материал
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •1.4. Эффект Комптона Теоретический материал
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •Контрольные задания по квантовой оптике
- •2. Волновые свойства частиц
- •2.1. Волны де Бройля Теоретический материал
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.2. Соотношение неопределенностей Гейзенберга Теоретический материал
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •3. Уравнение шредингера
- •3.1. Частица в одномерной потенциальной яме Основные формулы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •3.2. Прохождение частицы через потенциальный барьер о Рис.4.1 сновные формулы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения и контрольных заданий
- •Контрольные задания по квантовой механике
- •Библиографический список
- •1. Квантовая оптика 1
- •2. Волновые свойства частиц 22
- •3. Уравнение шредингера 33
- •Основы Квантовой физики
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет»
Кафедра физики
Основы Квантовой физики
методические указания
к решению задач
по дисциплине «Физика»
для студентов всех технических направлений
и специальностей очной формы обучения
Воронеж 2014
Составители: канд. физ.-мат. наук А.Г. Москаленко,
канд. техн. наук М.Н. Гаршина,
канд. физ.-мат. наук Е.П. Татьянина
УДК 531 (07)
Основы квантовой физики: методические указания к решению задач по дисциплине «Физика» для студентов всех технических направлений и специальностей очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А.Г. Москаленко, М.Н. Гаршина, Е.П. Татьянина. Воронеж, 2014. 47 с.
В методических указаниях кратко изложен теоретический материал, представлены классификация и методы решения задач, рассмотрены примеры решения типовых задач, соответствующих программе курса физики. По каждой теме имеются задачи для самостоятельного решения и варианты контрольных заданий.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле Квантовая оптика.doc.
Табл. 2. Ил. 11. Библиогр.: 6 назв.
Рецензент канд. физ.-мат. наук, доц. А.Ф. Татаренков
Ответственный за выпуск зав. кафедрой канд. физ.-мат. наук, проф. Т.Л.Тураева
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014
1. Квантовая оптика
1.1. Тепловое излучение Теоретический материал
Испускательная способность тела (спектральная плотность энергетической светимости)
,
где - энергия, излучаемая с поверхности тела в узком интервале длин волн от λ до λ+dλ.
Спектральная поглощательная способность тела
,
где и - энергия падающего на поверхность тела и поглощенного им излучения в интервале от λ до λ+dλ; для абсолютно черного тела , для серого .
Закон Кирхгофа: отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности не зависит от природы тела и является универсальной функцией длины волны и температуры
.
Для черного тела , поэтому универсальная функция Кирхгофа равна испускательной способности абсолютно черного тела .
Энергетическая светимость тела R – энергия, излучаемая в единицу времени с единицы площади этой поверхности во всем интервале длин волн.
Для черного тела
,
для серого тела
,
где a<1 - коэффициент теплового излучения серого тела.
Поток Ф (или мощность) излучения нагретой поверхности
.
Закон Стефана-Больцмана
,
где = 5,67·10-8 Вт/(м2К4) - постоянная Стефана-Больцмана.
,
где - длина волны, на которую приходится максимум испускательной способности абсолютно черного тела, b = 2,9·10-3мК.
Зависимость максимальной испускательной способности абсолютно черного тела от температуры (второй закон Вина)
, C = 1,3·10-5 Вт/(м3К5).
Зависимость испускательной способности абсолютно черного тела от длины волны и температуры выражается формулой Планка
,
где с - скорость света в вакууме, k - постоянная Больцмана, h = 6,6∙10-34 Дж∙с - постоянная Планка.