Рабочий план по 3 части курса общей физики квантовые свойства излучения

Тепловое равновесное излучение. Законы теплового излучения абсолютно черного тела. Элементарная квантовая теория излучения. Фотоэффект. Законы и квантовая теория внешнего фотоэффекта. Энергия и импульс фотона. Эффект Комптона. Корпускулярно-волновая двойственность свойств света.

Элементы квантовой физики

Обоснование идеи квантования: Опыты Франка и Герца, опыты Штерна и Герлаха. Правило частот Бора. Линейчатые спектры атомов. Гипотеза де Бройля, Дифракция электронов и нейтронов. Соотношения неопределенностей. Волновые свойства микрочастиц и соотношения неопределенностей.

Задание состояния микрочастиц: волновая функция и её статистический смысл. Суперпозиция состояний в квантовой теории. Амплитуда вероятностей.

Временное уравнение Шредингера. Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния. Частица в одномерной прямоугольной яме.

Прохождение частицы под и над барьером. Гармонический осциллятор. Принцип соответствия.

Частица в сферически симметричном поле. Водородоподобные атомы, их энергетические уровни. Пространственное распределение электрона в атоме водорода. Спектры водородоподобных атомов.

Статистическое описание квантовой системы. Принцип неразличимости тождественных частиц. Симметрия волновой функции многих одинаковых частиц.

Квантовые идеальные газы: распределение Бозе и Ферми.

Структура электронных уровней в сложных атомах. Типы связи электронов в атомах. Принцип Паули. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Молекула водорода. Понятие о молекулярных спектрах.

Вероятность перехода. Коэффициенты Эйнштейна для индуцированных переходов. Принцип работы квантового генератора. Твердотельные и газоразрядные лазеры. Приложения квантовой электроники.

Строение атомных ядер. Феноменологические модели ядра: газовая, капельная, оболочечная. Радиоактивные превращения атомных ядер. Ядерные реакции. Механизм ядерных реакций. Реакция атомного деления. Цепная реакция деления. Термоядерные реакции. Проблема источников энергии.

Конденсированное состояние

Кристаллы. Структура кристаллической решетки. Индексы Миллера. Понятие о фононах. Теплоемкость кристаллов при низких и высоких температурах. Теории теплоёмкости Эйнштейна и Дебая. Эффект Мёссбауэра и его применение.

Электропроводность металла. Недостаточность классической электронной теории. Электронный Ферми-газ в металле. Носители тока как квазичастицы. Элементы зонной теории кристаллов. Зонная структура энергетического спектра электронов. Уровень Ферми, поверхность Ферми. Число электронных состояний в зоне. Заполнение зон: металлы и диэлектрики. Заполнение зон в полупроводниках. Понятие дырочной проводимости. Собственные и примесные полупроводники. Контактные явления для металлов и полупроводников. Полупроводниковые диоды и триоды. Внутренний фотоэффект и его применение.

Явление сверхпроводимости. Куперовское спаривание. Высокотемпературная сверхпроводимость. Туннельный контакт. Эффект Джозефсона.

Жидкие кристаллы и их свойства.