- •Вопрос 2. Криволинейное движение
- •Вопрос 3. Кинематика вращательного движения
- •Вопрос 4. Законы динамики Ньютона
- •Вопрос 5. Закон сохранения импульса
- •Вопрос 6. Работа, мощность.
- •Вопрос 8. Момент инерции твердого тела
- •Вопрос 9. Работа и кинетическая энергия вращения.
- •Вопрос 7. Энергия
- •Вопрос 10. Основной закон динамики вращения
- •Вопрос 12. Механические колебания
- •Вопрос 11. Закон сохранения момента импульса
- •Вопрос 18. Теплоемкость.
- •Вопрос 17. Первое начало термодинамики.
- •Вопрос 19. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.
- •Вопрос 21. Второе начало термодинамики.
- •Вопрос 20. Адиабатический процесс.
- •Кпд тепловой машины Карно Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно
- •Вопрос 24. Напряженность электрического поля в вакууме.
- •Вопрос 23. Свойства физических зарядов.
- •Вопрос 27. Связь напряженности эл. Поля с потенциалом.
- •Вопрос 28. Проводники в электрическом поле.
- •Вопрос 30. Энергия электростатического поля.
- •Вопрос 31. Постоянный электрический ток.
- •Вопрос 33. Закон Ома для замкнутой цепи.
- •Вопрос 32. Закон Ома для однородного участка цепи.
- •Вопрос 34. Работа и мощность электрического тока.
- •Вопрос 36. Движение заряжен частиц в магнитном поле.
- •Вопрос 35. Магнитное поле в вакууме.
- •Вопрос 39. Поток вектора магнитной индукции сквозь произвольную поверхность.
- •Вопрос 42. Явление самоиндукции.
- •Вопрос 41. Электромагнитная индукция.
- •Вопрос 43. Энергия магнитного поля тока.
- •Вопрос 45. Ферромагнетизм.
- •Вопрос 44. Закон полного тока.
- •Вопрос 46. Интерференция света от двух источников .
- •Вопрос 48. Дифракция света.
- •Вопрос 49. Поляризация света.
- •Вопрос 55. Волновые свойства микрочастиц.
- •Вопрос 59. Современные представления об электропроводности твердых тел.
- •Вопрос 58. Атом водорода в квантовой механике.
- •Вопрос 60. Атомное ядро.
Вопрос 55. Волновые свойства микрочастиц.
Луи де Бройль, предполагая в природе симметрию и развивая представления о двойственной корпускулярно-волновой природе света, выдвинул в 1923 г. гипотезу об универсальности корпускулярно-волнового дуализма. Де Бройль утверждал, что не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также волновыми свойствами.
Согласно де Бройлю, с каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные характеристики – энергия Е и импульс р, а с другой — волновые характеристики – частота и длина волны , количественные соотношения, связывающие корпускулярные и волновые свойства частиц, такие же, как для фотонов: (6.37)
Смелость гипотезы де Бройля заключалась именно в том, что соотношение (6.37) постулировалось не только для фотонов, но и для других микрочастиц, в частности для таких, которые обладают массой покоя. Таким образом, любой частице, обладающей импульсом, сопоставляют волновой процесс с длиной волны, определяемой по формуле де Бройля: Это соотношение справедливо для любой частицы с импульсом .
Вскоре гипотеза де Бройля была подтверждена экспериментально. В 1927 г. американские физики К. Дэвиссон (1881—1958) и Л. Джермер (1896—1971) обнаружили, что пучок электронов, рассеивающийся от естественной дифракционной решетки — кристалла никеля, — дает отчетливую дифракционную картину. Дифракционные максимумы соответствовали формуле Вульфа — Брэггов, а брэгговская длина волны оказалась в точности равной длине волны, вычисленной по формуле (6.38). В дальнейшем формула де Бройля была подтверждена опытами П. С. Тартаковского и Г. Томсона, наблюдавших дифракционную картину при прохождении пучка быстрых электронов (энергия ) через металлическую фольгу (толщиной ).
Вопрос 57. Боровская теория водородоподобного атома. Теория Бора была крупным шагом в развитии атомной физики и явилась важным этапом в создании квантовой механики. Однако эта теория обладает внутренними противоречиями (с одной стороны, применяет законы классической физики, а с другой — основывается на квантовых постулатах). В теории Бора рассмотрены спектры атома водорода и водородоподобных систем и вычислены частоты спектральных линий, однако эта теория не смогла объяснить интенсивности спектральных линий и ответить на вопрос: почему совершаются те или иные переходы? Серьезным недостатком теории Бора была невозможность описания с ее помощью спектра атома гелия — одного из простейших атомов, непосредственно следующего за атомом водорода.
↓ Это 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).
Постулаты Бора: 1. Электрон в атоме может двигаться только по определённым дискретным орбитам. Пребывание электрона на орбите определяет энергию этих стационарных состоянийвыполняетс,
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.
Вопрос 56. Волновая функция. Волнова́я фу́нкция (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): Физический смысл волновой функции В координатном представлении волновая функция зависит от координат (или обобщённых координат) системы. Физический смысл приписывается квадрату её модуля , который интерпретируется как плотность вероятности (для дискретных спектров — просто вероятность) обнаружить систему в положении, описываемом координатами в момент времени : . Тогда в заданном квантовом состоянии системы, описываемом волновой функцией , можно рассчитать вероятность того, что частица будет обнаружена в любой области пространства конечного объема : Условия регулярности волновой функции Вероятностный смысл волновой функции накладывает определенные ограничения, или условия, на волновые функции в задачах квантовой механики. Эти стандартные условия часто называют условиями регулярности волновой функции. 1.Условие конечности волновой функции. Волновая функция не может принимать бесконечных значений, таких, что интеграл станет расходящимся. Следовательно, это условие требует, чтобы волновая функция была квадратично интегрируемой функцией. В частности, в задачах с нормированной волновой функцией квадрат модуля волновой функции должен стремиться к нулю на бесконечности. 2. Условие однозначности волновой функции. Волновая функция должна быть однозначной функцией координат и времени, так как плотность вероятности обнаружения частицы должна определяться в каждой задаче однозначно. В задачах с использованием цилиндрической или сферической системы координат условие однозначности приводит к периодичности волновых функций по угловым переменным. 3.Условие непрерывности волновой функции. В любой момент времени волновая функция должна быть непрерывной функцией пространственных координат. Кроме того, непрерывными должны быть также частные производные волновой функции , , .