Geum.ru

Питання на екзамен з курсу “атомна фізика”

Вид материалаЛекція

Содержание


Рекомендована література
Подобный материал:

ПИТАННЯ НА ЕКЗАМЕН З КУРСУ “АТОМНА ФІЗИКА”



Лекція 1. Вступ. Класична картина світу і необхідність введення квантових представлень. Проблема рівноважного електромагнітного випромінювання. Фотоефект.

Лекція 2. Ефект Комптона. Гальмівне рентгенівське випромінювання. Квантова межа. Фотон. Гіпотеза де Бройля. Корпускулярно-хвильовий дуалізм. Хвильовий пакет. Співвідношення невизначеностей.

Лекція 3. Моделі атомів. Від Дж. Томсона до Н. Бора. Атом Томсона. Досвіди Резерфорда. Планетарна модель атома. Атом Бора. Модель Бора і гіпотеза де Бройля. Релятивістське узагальнення моделі Бора. Експериментальний доказ дискретної структури атомних рівнів. Досвіди Франка і Герца. Ізотопічний зсув атомних рівнів. Мюонний атом водню.

Лекція 4. Основи формалізму квантової механіки. Нестаціонарне рівняння Шредінгера. Релятивістське хвильове рівняння. Хвильова функція і її фізичний зміст. Рівняння неперервності. Вектор щільності струму імовірності. Визначення середніх значень і дисперсії імпульсу і координати частки. Оператори. Власні значення і власні функції оператора імпульсу. Власні значення і власні функції оператора z - проекції моменту кількості руху. Стаціонарне рівняння Шредінгера. Комутатор.

Лекція 5. Багаточасткова квантова система. Рух хвильових пакетів. Граничний перехід до класичної механіки. Оптико-механічна аналогія. Стаціонарне рівняння Шредінгера. Спектри найпростіших одномірних систем. Вільний рух частки. Частка в нескінченно глибокій прямокутній потенційній ямі. Частка в прямокутній потенційній ямі кінцевої глибини.

Лекція 6. Тунельний ефект. Автоелектрона емісія. Явище α - розпаду атомних ядер. Тунельна іонізація атомів в оптичному полі. Тунельний мікроскоп. Тунельний ефект: оптична аналогія. Періодичний потенціал. Гармонічний осцилятор.

Лекція 7. Стаціонарні стани в центрально–симетричному полі. Задача Кеплера.

Лекція 8. Орбітальний механічний і магнітний моменти електрона. Експериментальне визначення атомних магнітних моментів. Власний механічний і магнітний моменти електрона. Спін. Додавання невзаємодіючих моментів кількості руху. Систематика станів атома водню. Наближений розв’язок стаціонарного рівняння Шредінгера. Теорія збурень.

Лекція 9. Іотопічний зсув атомних рівнів, пов'язаний з кінцевим розміром ядра. Тонка структура спектра атома водню. Тонка структура спектрів багатоелектронних атомів. Поняття про надтонку структуру атомних спектрів.

Лекція 10. Тотожність мікрочастинок. Бозони і ферміони. Принцип Паулі. Багатоелектронний атом. Наближення самоузгодженого поля. Атомні оболонки і підоболонки. Електронна конфігурація. Атоми лужних металів.

Лекція 11. Атом гелію. Загальні принципи опису багатоелектронних атомів. Заповнення атомних оболонок електронами. Терми багатоелектронних атомів. Тонка структура терма. Стани. Правило інтервалів Ланде. Наближення LS - і jj -зв'язків. Основні терми атомів. Правила Хунда.

Лекція 12. Взаємодія квантової системи з електромагнітним полем. Нестаціонарна теорія збурень. Правила відбору. Спектральні серії атома водню. Спектральні серії атомів лужних металів. Електромагнітні переходи в багатоелектронних атомах.

Лекція 13. Квантове електромагнітне поле і його взаємодія з атомом. Електромагнітне поле як квантовий об'єкт. Взаємодія атомної системи з квантовим електромагнітним полем. Спонтанні переходи. Розширення спектральних ліній. Лембовський зсув атомних рівнів.

Лекція 14. Переходи внутрішніх електронів в атомах. Характеристичне рентгенівське випромінювання. Закон Мозлі. Ефект Оже. Атом у магнітному полі. Ефект Зеємана. Ефект Пашена і Бака. Електронний парамагнітний резонанс. Досвіди Штерна і Герлаха.

Лекція 15. Основи фізики молекул. Адіабатичне наближення. Молекулярний іон водню. Молекула водню. Теорія Гайтлера – Лондона. Насичення хімічних зв'язків. Валентність. Метод лінійної комбінації атомних орбіталей (ЛКАО). Ковалентний полярний і іонний зв'язки. Елементи стереохімії.

Лекція 16. Основи систематики електронних станів двоатомних молекул. Ядерна підсистема молекули. Електромагнітні переходи в молекулах.

Лекція 17. Квантовi властивостi твердих тiл. Перiодичнiсть потенцiалу та одноелектронних функцiй для кристалiчної ґратки. Зоннi моделi металiв, напiвпровiдникiв, дiелектрикiв.

Лекція 18. Елементарнi процеси в газах та плазмi. Лазерна спектроскопiя та її застосування в атомнiй фiзицi.


РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

  1. Э.В.Шпольский Атомная физика. У 2 т.   Т.1,2.   М.: Наука, 1974.
  2. Л.Л.Гольдин, Г.И.Новикова. Введение в квантовую физику.   М.: Наука, 1988.
  3. Д.В.Сивухин. Курс общей физики. Т.5: Атомная и ядерная физика.   М.: Физматлит, 2002.
  4. А.Н.Матвеев. Атомная физика.   М.: Высшая школа, 1989.
  5. В.П.Милантьев. Атомная физика.   М.: Изд-во Российского унив. дружбы народов, 1999.
  6. Э.Вихман Квантовая физика, М.: Наука, 1974.
  7. Р.Фейнман, Р.Лейтон, М.Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Т.3, 8, 9.   М.: Мир, 1965-1967.
  8. М.Борн. Атомная физика.   М.: Мир, 1965.
  9. С.А.Ахманов, С.Ю.Никитин. Физическая оптика.   М.: Изд-во МГУ, 1999.
  10. А.А.Соколов, И.М.Тернов. Квантовая механика и атомная физика.   М.: Просвещение, 1970.
  11. В.В.Балашов, В.К.Долинов. Курс квантовой механики.   М.: Изд-во МГУ, 1982.
  12. П.В.Елютин, В.Д.Кривченков. Квантовая механика.   М.: Наука, 1976.
  13. Д.Бом. Квантовая теория.   М.: Наука, 1965.
  14. Г.Бете. Квантовая механика.   М.: Мир, 1965.
  15. З.Флюгге. Задачи по квантовой механике. Т.1,2.   Изд-во Меркурий-Пресс, 2000.
  16. Г.Бете, Э.Солпитер. Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами.   М., 1960.
  17. И.И.Собельман. Введение в теорию атомных спектров.   М.: Наука, 1977.
  18. А.А.Радциг, Б.М.Смирнов. Справочник по атомной и молекулярной физике.   М.: Атомиздат, 1980.
  19. Д.В.Сивухин. Атомная и яденрная физика. В 2 ч. Ч.1: Атомная физика.   М.: Наука, 1986.
  20. А.М.Попов, О.В.Тихонова. Лекции по атомной физике. – М: МГУ, 2007.
  21. М.У.Білий. Атомна фізика. – К.: Вища школа, 1973.
  22. М.У.Білий, Б.А.Охріменко. Атомна фізика. – К.: Вища школа, 1984.
  23. И.Е.Иродов, Сборник задач по атомной и ядерной физике.   М.: Энергоатомиздат, 1984.
  24. И.В.Савельев. Сборник вопросов и задач по общей физике.   М.: Наука, 1982.
  25. Л.Л.Шимон, В.В.Скубенич, Я.М.Семенюк, М.М.Повч. Фізичний практикум «Атомна фізика». – Ужгород: УжНУ, 2004.