- •1. Фотоэффект
- •Законы вфэ Столетова:
- •Уравнение Эйнштейна для вфэ.
- •Эффект Комптона.
- •2. Закономерности в атомных спектрах.
- •Постулаты Бора.
- •3. Волновые св-ва вещества, гипотеза де Бройля.
- •Экспериментальное подтверждение гипотезы.
- •Статистическое толкование волн де Бройля.
- •Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •Уравнение Шредингера.
- •4. Многоэлектронный атом. Распред-е электр. По энерг.Уровням. Принцип Паули. Псхэ.
- •Принцип Паули.
- •Распределение электронов по слоям.
- •Периодическая система элементов д.И.Менделеева.
- •Теория атома водорода по Бору.
- •Мкч в бесконечно глубокой потенц-ой яме.
- •5 Вопрос Модель атома по Резерфорду.
- •5 Вопрос Энергия связи ядра. Деффект масс.
- •Модели атомного ядра.
- •6. Радиоактивность. Природа α, β, γ распадов. Закон радиоакт-го распада. Период полураспада. Активность радиоакт-го вещества.
- •Закон р/акт распада.
- •7 Вопрос элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия.
- •8. Тепловое излучение.
- •Закон Стефана-Больцмана.
- •Квантовая гипотеза Планка. Формула Планка.
- •9. Твердые тела.
- •Зонная теория. Энергетические уровни.
- •Заполнение зон электронами. Проводники, диэлектрики полупроводники.
- •10. Полупроводники.
3. Волновые св-ва вещества, гипотеза де Бройля.
Де Бройль высказал гипотезу, что частицам вещества также как и свету присущи, наряду с корпускулярными волновыми св-ми, и другие свойства.(т.е. каждой частице можно сопоставить волну). Де Бройль развил представление о волновых св-ах вещества, он рассмотрел движение свободного электрона, и можно представить, что движ-ю своб-го электрона соответствует плоская монохроматическая волна.
Уравнение плоской монохр-ой волны распрастр-ся вдоль оси Х: U(x,t)=a cos(ωt-kx) (2); kx - нач-я фаза, k – волновое число, ω – угловая частота.
Можно представить иначе: U(x,t)=a ei (ωt-kx) (2’)
Для светового фотона : Е=hυ=hСλ=ħ2Пυ=ħω;(3)
Импульс светового фотона: p=hυC=hλ=ħk; (4)
Де Бройль предположил, что для электрона применимы соотношения (2) – (4), тогда урав-ие волны сопутствующей движению электрона можно представить:
ψ(x,t)=C ei (Eħ- Pħ x) (5) –урав-ие волны де Бройля для электрона движ-ся вдоль оси Х. при любом движ-ии:
ψ(x,y,z,t)=C ei (Eħ t - Pħ r) .
Таким образом, движению любой частицы должна сопутствовать волна, которая наз-ся волной де Бройля и определяется следующим соотношением: λБ=hр ; (6) р-импульс частицы.
Экспериментальное подтверждение гипотезы.
Волновые свойства электрона были обнаружены амер физиками Девиссоном и Джермером в 1927г. – явление диф-ии электронов.
Как показали опыты Д-Дж, при рассеянии электрона от поверхности монохром-го Ni наблюдалась дифракционная картина. Оказалось, что max дифр-ии находится под углами определяющихся формулой Вульфа-Бреггов: nλ=2d sinθ, которая была получена для дифракции рентгеновских лучей.
Из формулы В-Б зная d и θ
можно было определить λБ
электронов: λБ=hmυ ; ЕК=Р*Р2m ;
ЕК=mυ2=eU ; тогда р=sgrt(2meU)
λБ=hsgrt(2meU) (7)
оказалось, что λБ рассчитанная из (6) и (7) совпала со значением полученным при анализе дифрак-ой картины по формуле В-Б. В последствии (1928г.) были проведены опыты при наблюдении дифракции электронов при прохождении через тонкие металлические пленки – Тартаковский и Томсон. Позднее было показано, что и другие частицы (p и n) также могут проявлять волновые свойства, т.е с их помощью можно наблюдать явлении дифр-ии.
Статистическое толкование волн де Бройля.
Физический смысл волн де Бройля заключ-ся в том, что интенсивность волн де Бройля в данной точке пространства пропорц-но вероятности обнаруженной частицы в этой точке простр-ва.
Пояснение на основе опыта Тартаковского:
метал-я фольга
на Э наблюдалась
дифр-я картина в виде
пучок колец, при прохождении
элект-ов через ме фольгу пучка
электронов, они
Э рассеивались.
Точка 1–дифр-ый max–электр-ы попадают – I=Imax
Точка 2 - между дифр-ми max - электроны не попадают-I=0; и тогда IБ ~ ne – волна де Бройля будет пропорц-а числу электронов (ne) в данной точке попадания электронов.
Таким образом, волны де Бройля имеют вероятностный характер и их наз-ют волнами вероятности.
Де Бройлем было показано и в последствии подтверждено опытами по дифр-ии электронов, что уравнение волны де Бройля свободного электрона описывается следующей формулой:
Ψ(x,y,z,t)=C ei (Eħ t - pħ r) (1) – функция описывающая движ-ие свободного электрона наз-ся волновой функцией. C –амплитуда волны де Бройля.