Ответыпо физике (2008-2009) - файл n41.doc

приобрести
Ответыпо физике (2008-2009)
скачать (14315.1 kb.)
Доступные файлы (44):
_desktop.ini
16012009(001)000.jpg134kb.16.01.2009 13:55скачать
n3.jpg128kb.16.01.2009 13:55скачать
n4.jpg831kb.16.01.2009 13:56скачать
n5.jpg833kb.16.01.2009 13:57скачать
n6.jpg792kb.16.01.2009 13:57скачать
n7.jpg276kb.16.01.2009 13:57скачать
n8.jpg272kb.16.01.2009 13:58скачать
n9.jpg1575kb.17.01.2009 20:36скачать
n10.db
_desktop.ini
n12.jpg374kb.18.01.2009 17:18скачать
n13.jpg365kb.18.01.2009 17:18скачать
n14.jpg366kb.18.01.2009 17:18скачать
n15.jpg285kb.21.01.2009 02:07скачать
n16.jpg285kb.16.01.2009 13:58скачать
n17.jpg264kb.16.01.2009 13:58скачать
n18.jpg287kb.16.01.2009 13:59скачать
n19.jpg290kb.16.01.2009 13:59скачать
n20.jpg299kb.16.01.2009 13:59скачать
n21.jpg386kb.18.01.2009 17:18скачать
17.1.jpg240kb.23.01.2009 21:11скачать
17.2.jpg291kb.23.01.2009 21:12скачать
17.3.jpg267kb.23.01.2009 21:12скачать
n25.jpg484kb.23.01.2009 21:30скачать
17_1.jpg274kb.23.01.2009 21:33скачать
18 (2).jpg476kb.23.01.2009 21:37скачать
18.1.jpg246kb.23.01.2009 21:14скачать
18.2.jpg286kb.23.01.2009 21:14скачать
18.3.jpg281kb.23.01.2009 21:15скачать
n31.jpg254kb.23.01.2009 21:37скачать
19.2.jpg258kb.23.01.2009 21:14скачать
n33.jpg483kb.23.01.2009 21:30скачать
19_1.jpg256kb.23.01.2009 21:33скачать
21.1.jpg293kb.23.01.2009 21:13скачать
21.2.jpg278kb.23.01.2009 21:13скачать
24.1.jpg301kb.23.01.2009 21:13скачать
24.2-19.1.jpg286kb.23.01.2009 21:13скачать
29.1.jpg281kb.23.01.2009 21:12скачать
29.2.jpg276kb.23.01.2009 21:12скачать
n41.doc132kb.23.01.2009 03:45скачать
great_fizika_v3.01-patch-final.doc1638kb.04.03.2003 17:03скачать
n43.doc1871kb.23.01.2009 14:16скачать
n44.doc183kb.19.01.2007 20:11скачать

n41.doc

Билет 14.

Ква́нтовое число́ в квантовой механике — численное значение какой-либо квантованной переменной микроскопического объекта (элементарной частицы, ядра, атома и т. д.), характеризующее состояние частицы. Задание квантовых чисел полностью характеризует состояние частицы. Подчеркнём, что свойство тождественности выполняется не просто для частиц одного сорта, а для частиц одного сорта с одинаковыми квантовыми числами!

Некоторые квантовые числа связаны с движением в пространстве и характеризуют пространственное распределение волновой функции частицы. Это, например, радиальное (главное) (nr), орбитальное (l) и магнитное (m) квантовые числа электрона в атоме, которые определяются как число узлов радиальной волновой функции, значение орбитального углового момента и его проекция на заданную ось, соответственно.

Главное (радиальное) квантовое число — целое число, обозначающее номер энергетического уровня. Характеризует энергию электронов, занимающих данный энергетический уровень. С возрастающим главным квантовым числом возрастают радиус орбиты и энергия электрона. Главное квантовое число обозначается как n.

Наибольшее число электронов на энергетическом уровне, с учетом спина электрона определяется по формуле N=2n2

Орбитальное квантовое число (азимутальное) - определяет азимутальное распределение плотности вероятности локализации электрона в атоме, то есть форму электронного облака и определяет энергетический подуровень данного энергетического уровня.

Связано с n -главным (радиальным) квантовым числом соотношением:

l=0;1;2;….n-1.

Орбитальное квантовое число - определяет механический момент электрона в атоме.

Магнитное квантовое число (m) характеризует ориентацию в пространстве орбитального момента количества движения электрона или пространственное расположение атомной орбитали. Каждое из 2l+1 возможных значений магнитного квантового числа определяет проекцию вектора орбитального момента на данное направление (обычно ось z). Проекция орбитального момента импульса на ось z равна Поскольку с орбитальным моментом связан магнитный момент, магнитное квантовое число, в частности, определяет проекцию орбитального магнитного момента водородоподобного атома на направление магнитного поля и служит причиной расщепления спектральных линий атома в магнитном поле (см. Эффект Зеемана).

Иногда магнитное квантовое число определяют для проекции любого момента частицы (орбитального L, спинового S, суммарного J=L+S). В этом случае оно принимает соответственно 2L+1, 2S+1, 2J+1 значений. Для проекций спинового и суммарного моментов магнитное квантовое число может быть полуцелым.

Магнитное квантовое число в переходах между уровнями может изменяться лишь на определенное значение, устанавливаемое правилами отбора для данного типа перехода.

При заданных n и l число различных состояний равно 2(2l + 1) — числу комбинаций значений ml и ms (первое принимает 2l + 1 значение, второе — 2 значения). Общее число различных состояний с заданными n и l при учёте, что l может принимать значения от 0 до n—1, получается равным



Билет 26

Статистика Ферми — Дирака в статистической физике — квантовая статистика, применяемая к системам тождественных фермионов (как правило, частиц с полуцелым спином, подчиняющихся принципу запрета Паули, то есть, одно и то же квантовое состояние может занимать не более одной частицы); определяет статистическое распределение фермионов по энергетическим уровням системы, находящейся в термодинамическом равновесии; предложена в 1926 г. итальянским физиком Энрико Ферми и одновременно английским физиком Полем Дираком, который выяснил её квантово-механический смысл; позволяет найти вероятность, с которой фермион занимает данный энергетический уровень.
Билет 29

Давление света - давление, оказываемое светом на отражающие и поглощающие тела, частицы, а также отдельные молекулы и атомы; одно из пондеромоторных действий света, связанное с передачей импульса электромагнитного поля веществу.

Экспериментально давление света на твердые тела было впервые исследовано П.Н.Лебедевым в 1899. Основные трудности в экспериментальном обнаружении давления света заключались в выделении его на фоне радиометрических и конвективных сил, величина которых зависит от давления окружающего тело газа и при недостаточном вакууме может превышать давление света на несколько порядков. В опытах Лебедева в вакуумированном ( мм рт. ст.) стеклянном сосуде на тонкой серебряной нити подвешивались коромысла крутильных весов с закрепленными на них тонкими дисками-крылышками, которые и облучались. Крылышки изготавливались из различных металлов и слюды с идентичными противоположными поверхностями. Последовательно облучая переднюю и заднюю поверхности крылышек различной толщины, Лебедеву удалось нивелировать остаточное действие радиометрических сил и получить удовлетворительное (с ошибкой %) согласие с теорией Максвелла. В 1907-10 Лебедев выполнил еще более тонкие эксперименты по исследованию давления света на газы и также получил хорошее согласие с теорией.
Билет 28.

Водородный атом является атомом химического элемента водорода. Он состоит из положительно-заряженного протона, который является ядром водородного атома и единственного отрицательно-заряженного электрона. Так как в дальнейшем изложении важен только заряд ядра, то не делается различия между ядрами атома водорода содержащими помимо протона также нейтроны. Электрон и протон взаимодействуют посредством силы Кулона обратно пропорционально квадрату расстояния. Из-за своей простоты как проблема двух тел водородный атом имеет специальное значение в квантовой механике и релятивистской квантовой механике поскольку допускает точное или приближенное аналитическое решение.

В 1913 Нильс Бор получил спектральные частоты водородного атома в его модели атома водорода, имеющей множество предположений и упрощений. Эти предположения не были полностью правильны, но действительно приводили к правильным значениям энергии.

Момент импульса в квантовой механике

Оператор момента

В квантовой механике момент импульса квантуется, то есть он может изменяться только по «квантовым уровням» между точно определенными значениями. Проекция на любую ось момента импульса частиц, обусловленного их пространственным движением, должна быть целым числом, умноженным на (h с чертой), определяемой, как постоянная Планка, поделенная на 2?. Эксперименты показывают, что большинство частиц имеют постоянный внутренний момент импульса, который не зависит от их движения через пространство. Этот спиновой момент импульса всегда кратен . Например, электрон в состоянии покоя имеет момент импульса .

В классическом определении момент импульса зависит от 6 переменных rx, ry, rz, px, py, и pz. Переводя это на квантовомеханические определения, используя принцип неопределенности Гейзенберга, получаем, что невозможно вычислить все шесть переменных одновременно с любой точностью. Поэтому есть ограничение на то, что мы можем узнать или подсчитать о практическом моменте импульса. Это значит, что лучшее, что мы можем сделать — это подсчитать одновременно величину вектора момента импульса и его компоненты по осям.

Математически, момент импульса в квантовой механике определяется как количество движения — не количественно, а как оператор волновой функции:



где r и p — координатный и импульсный оператор соответственно. В частности, для одной частицы без электрического заряда и без спина, оператор углового момента может быть записан как:



где — оператор набла. Это часто встречающаяся форма оператора момента импульса, но не самая главная, она имеет следующие свойства:


Билет 17

Косми́ческое излуче́ние — электромагнитное или корпускулярное излучение, имеющее внеземной источник; подразделяют на первичное и вторичное. В узком смысле иногда отождествляют космическое излучение и космические лучи.

Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном электроны, протоны и альфа-частицы. Это так называемое первичное космическое излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. В результате на уровне моря излучение состоит почти полностью из мюонов (подавляющая часть) и нейтронов.
Билет 25

Зоны Френеля, участки, на которые можно разбить поверхность световой (или звуковой) волны для вычисления результатов дифракции света (или звука). Впервые этот метод применил О. Френель в 1815—19. Суть метода такова. Пусть от светящейся точки Q (рис.) распространяется сферическая волна и требуется определить характеристики волнового процесса, вызванного ею в точке Р. Разделим поверхность волны S на кольцевые зоны; для этого проведём из точки Р сферы радиусами PO, Pa = PO + l/2; Pb = Pa + l/2, Pc = Pb + l/2, (О — точка пересечения поверхности волны с линией PQ; l — длина световой волны). Кольцеобразные участки поверхности волны, «вырезаемые» из неё этими сферами, и называется З. Ф. Волновой процесс в точке Р можно рассматривать как результат сложения колебаний, вызываемых в этой точке каждой З. Ф. в отдельности. Амплитуда таких колебаний медленно убывает с возрастанием номера зоны (отсчитываемого от точки О), а фазы колебаний, вызываемых в Р смежными зонами, противоположны. Поэтому волны, приходящие в Р от двух смежных зон, гасят друг друга, а действие зон, следующих через одну, складывается. Если волна распространяется, не встречая препятствий, то, как показывает расчёт, её действие (сумма воздействий всех З. Ф.) эквивалентно действию половины первой зоны. Если же при помощи экрана с прозрачными концентрическими участками выделить части волны, соответствующие, например, N нечётным зонам Френеля, то действие всех выделенных зон сложится и амплитуда колебаний Uнечёт в точке Р возрастёт в 2N раз, а интенсивность света в 4N2 раз, причём освещённость в точках, окружающих Р, уменьшится. То же получится при выделении только чётных зон, но фаза суммарной волны Uчёт будет иметь противоположный знак.


Билет 19

При освещении тонкой плёнки можно наблюдать интерференцию световых волн, отражённых от верхней и нижней поверхности плёнок (рис. 4.16). Для белого света, представляющего собой смешение электромагнитных волн из всего оптического спектра интерференционные полосы приобретают окраску. Это явление получило название цветов тонких плёнок. Цвета тонких плёнок наблюдаются на стенках мыльных пузырьков, на плёнках масла, нефти, на поверхности металлов при их закалке (цвета побежалости).

Интерференционная картина, образованная отражёнными под разными углами плоскими волнами от поверхностей плоско параллельной пластинки / плёнки, получила название интерференционных полос равного наклона. В этом названии отражается тот факт, наблюдаемая интерференционная картина образована параллельно распространяющимися волнами, падающими на пластинку под одним углом / наклоном. Область наблюдения интерференции расположена в бесконечности, где "пересекаются" параллельные лучи. Углы, в направлении которых формируются максимумы и минимумы интерференционной картины в соответствии с (4.24) зависят от длины волны. Это объясняет окраску интерференционной картины световых лучей, отражённых от поверхностей плоско параллельной пластинки при её облучении белым светом.

Другой вид интерференции света в тонких плёнках, толщина которых меняется её по поперечному сечению, получил название интерференционных полос равной толщины. Для изучения этого явления рассмотрим плёнку переменной толщины в виде клина (рис. 4.18). Рассмотрим падающую на поверхность диэлектрического клина с показателем преломления , где - диэлектрическая проницаемость диэлектрика, плоскую световую монохроматическую волну I с длиной волны (рис. 4.18).

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации