- •1. Закономерности в атомных спектрах. Постоянная Ридберга.
- •2. Модели строения атома. Модель Резерфорда.
- •3. Постулаты Бора. Элементарная теория строения атома водорода и водородоподобных ионов (по Бору).
- •5. Уравнение Шредингера. Физический смысл уравнения Шредингера.
- •6. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Описание движения в квантовой механике.
- •7. Свойства волновой функции. Квантование.
- •8. Квантовые числа. Спин.
- •9. Характеристики атомного ядра.
- •10. Радиоактивность.
- •11. Цепные ядерные реакции.
- •12. Термоядерные реакции.
- •13. Элементарные частицы и их свойства. Систематика элементарных частиц.
- •14. Фундаментальные взаимодействия и их характеристики.
3. Постулаты Бора. Элементарная теория строения атома водорода и водородоподобных ионов (по Бору).
Постулаты Бора — основные допущения, сформулированные Нильсом Бором в 1913 году для объяснения закономерности линейчатого спектра атома водорода и водородоподобных ионов и квантового характера испускания и поглощения света. Бор исходил из планетарной модели атома Резерфорда.
Постулаты:
1. Электрон в атоме, не теряя энергии, двигается по определённым дискретным круговым орбитам для которых момент импульса квантуется: , где n — натуральные числа, а — постоянная Планка. Пребывание электрона на орбите определяет энергию этих стационарных состояний.
2. При переходе электрона с орбиты на орбиту излучается или поглощается квант энергии hν = En − Em, где En; Em — энергетические уровни, между которыми осуществляется переход. При переходе с верхнего уровня на нижний энергия излучается, при переходе с нижнего на верхний — поглощается.
Боровская модель водородоподобного атома (Z — заряд ядра), где отрицательно заряженный электрон заключен в атомной оболочке, окружающей малое, положительно заряженное атомное ядро. Переход электрона с орбиты на орбиту сопровождается излучением или поглощением кванта электромагнитной энергии (hν).
5. Уравнение Шредингера. Физический смысл уравнения Шредингера.
Уравнение Шрёдингера — уравнение, описывающее изменение в пространстве и во времени чистого состояния, задаваемого волновой функцией, в гамильтоновых квантовых системах.
В квантовой физике вводится комплекснозначная функция , описывающая чистое состояние объекта, которая называется волновой функцией. Поведение гамильтоновой системы в чистом состоянии полностью описывается с помощью волновой функции. Пусть волновая функция задана в N-мерном пространстве, тогда в каждой точке с координатами , в определенный момент времени t она будет иметь вид . В таком случае уравнение Шрёдингера запишется в виде: , где — внешняя по отношению к частице потенциальная энергия в точке .
6. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Описание движения в квантовой механике.
Принцип неопределённости Гейзенберга — фундаментальное неравенство (соотношение неопределённостей), устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих квантовую систему физических наблюдаемых (ср. физическая величина), описываемых некоммутирующими операторами (например, координаты и импульса, тока и напряжения, электрического и магнитного поля). Соотношение неопределенностей задает нижний предел для произведения среднеквадратичных отклонений пары квантовых наблюдаемых.
Измеряя величину среднеквадратического отклонения Δx координаты и среднеквадратического отклонения Δp импульса, мы найдем что: , где —приведённая постоянная Планка.
7. Свойства волновой функции. Квантование.
Волновая функция (функция состояния, пси-функция) — комплекснозначная функция, используемая в квантовой механике для описания чистого состояния квантовомеханической системы. Является коэффициентом разложения вектора состояния по базису (обычно координатному): , где — координатный базисный вектор, а — волновая функция в координатном представлении.
Физический смысл волновой функции заключается в том, что согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики плотность вероятности нахождения частицы в данной точке пространства в данный момент времени считается равной квадрату абсолютного значения волновой функции этого состояния.
В физике квантование — построение квантового варианта некоторой неквантовой (классической) теории или физической модели в соответствии с аксиомами квантовой физики.
В соответствии с современной научной парадигмой фундаментальные физические теории должны быть квантовыми. Возможно как построение изначально квантовых теорий, так и квантование классических моделей. Существует несколько математических методов квантования. Наиболее распространены: каноническое квантование, квантование методом функционального интеграла (фейнмановское квантование), BRST-квантование, геометрическое квантование, вторичное квантование.
Эти методы не являются универсальными. Непосредственное применение тех или иных методов может оказаться невозможным. Например, в настоящий момент неизвестен метод построения квантовой теории гравитации. При квантовании модели могут возникать различные ограничения и физические эффекты. Например, различные квантовые теории струн могут быть сформулированы только для пространств определенной размерности (10, 11, 26 и т. д.). В квантованной теории также могут возникать новые объекты — квазичастицы.