- •1.Свет. Интерференция света. Условие максимума и минимума интерференции.
- •Интерференция световых волн.
- •2.Метод расчета интерефекационной картины от 2х. Источников.
- •3. Интерференция света в тонких пленках или полосы ровного наклона.
- •4.Полосы равной толщины или кольца Ньютона.
- •5.Дифракция света. Принцип Гюйгенса .Метод зон Френеля.
- •Метод зон Френеля.
- •6.Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
- •7.Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели.
- •8. Дисперсия и разрешающая сила спектрального прибора.
- •9.Поляризация света. Закон Малюса. Вращение плоскасти поляризации. Закон Фарадея.
- •Анализ плоскополяризованного света. Закон Малюса.
- •Оптическая активность веществ. @
- •10.Методы получения поляризованного света. Закон Брюстера. 2е лучепреломление. Поляризация света при отражении и преломлениина границе раздела двух диэлектрических сред. Закон Брюстера.
- •4. 3. Поляризация света при двойном лучепреломлении.
- •11. Дисперсия света.
- •12.Рассеяние света. Закон Релея .Поглощение света. Закон Ламберта-Бугера.
- •13.Тепловое излучение и его характеристики. Закон Стефана-Больцмана.
- •6. 1. Характеристики теплового излучения. @
- •14. Закон Кирхгофа. Закон смещения вин. Закон Кирхгофа.
- •15. Ультрафиолетовая катастрофа. Постоянная Планка.
- •16. Рентгеновское излучение. Рентгеновская трубка.
- •А.Г.Столетов два года исследовал новое явление и установил следующие закономерности внешнего фотоэффекта:
- •Свет состоит из частиц – квантов;
- •Энергия кванта равна h.
- •18.Эффект Комптона. Давление света.
- •19.Гепотиза Де-Бройля. Формула Де-Бройля. Опыт подтверждающий волновый свойства микрочастиц.
- •20. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •21. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Пояснение к нему. Волновая функция, её статистический смысл. Задание состояния микрочастицы.
- •Уравнение Шредингера. Физические ограничения на вид волновой функции. Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния.
- •22.Квантование энергии частицы. Оценка средней энергии для разных l и m.
- •23. Модель атома по Резерфорду. Постулаты Бора.
- •1. Атом может находиться в различных состояниях, в этих состояниях электрон двигается по определенным стационарным орбитам без излучения и без потери энергии. Эти орбиты называют Боровскими орбитами.
- •24. Опыт Франка и Герца.
- •25. Атом водорода. Общая формула Бальмера.
- •26. Квантовая механическая задача об атоме водорода.
- •27. Квантовые числа m, n, l. Графическое представление энергитических параметров.
- •28. Состав ядра. Характеристики ядра. Размеры ядер.
- •29. Дефект массы. Энергия связи. Ядерные силы. Энергия связи ядра. Дефект массы.
- •Модели ядра: капельная, оболочная. Ядерные силы.
- •31.Радиактивность. Период полураспада.
19.Гепотиза Де-Бройля. Формула Де-Бройля. Опыт подтверждающий волновый свойства микрочастиц.
Как известно, эксперименты с электромагнитными волнами показали, что в некоторых явлениях они проявляют свойства частиц (фотоэффект, эффект Комптона, тепловое излучение и др). Эти явления удалось описать, если предположить согласно теории Планка, что электромагнитное излучение является потоком частиц‑фотонов или квантов со следующими значениями энергии и импульса
(1.4)
где - частота, - длина волны.
По аналогии, Луи де Бройль в 1923 году выдвинул гипотезу, что для объяснения волновых свойств микрочастиц им необходимо сопоставить особые волны, которые были названы волнами де Бройля. То есть, если микрочастице приписать некоторый волновой процесс длиной волны
(1.5)
(где р, m, υ – импульс, масса и скорость частицы), то по формулам дифракции и интерференции для электромагнитных волн можно рассчитать эти явления и для пучков микрочастиц. Например, по известной формуле оптики для дифракционной решетки dSin(k) = k можно рассчитать положения максимумов и при дифракции микрочастиц. Эта гипотеза нашла полное подтверждение в вышеупомянутых экспериментах.
Эксперименты также показали, что распространение волн де Бройля не связано с распространением электромагнитных волн, а также каких-либо других волн, известных в классической физике. Наблюдаемое постепенное формирование интерференционной картины показывает, что волны де Бройля связаны со статистической природой движения микрочастиц и имеют вероятностное истолкование.
20. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
Своеобразие движения микрочастиц, как оказалось, заключается также и в том, что ее траекторию нельзя характеризовать точными значениями координат и скорости (т.е. нельзя определить одновременно положение микрочастицы в пространстве и ее скорость с произвольной точностью). Немецкий ученый Гейзенберг в 1927г. установил, что неопределенности или погрешности измерения координаты Δх, Δy, Δz и импульса Δрх, Δрy, Δрz удовлетворяют соотношениям:
Δх Δрх ≥ h, Δy Δрy ≥ h, Δz Δрz ≥ h. (1.6)
Подобное соотношение имеется и для неопределенности измерения времени состояния микросистемы Δt и ее энергии ΔЕ
Δt ΔЕ≥h , (1.7)
все эти формулы называются соотношениями неопределенностей Гейзенберга.
Наличие этих соотношений объяснятся тем, что при измерении одного параметра микрочастицы, второй соответствующий параметр искажается измерительным прибором и чем точнее измеряется один, тем больше искажается второй. Это происходит и для макрообъектов, но вследствие их больших масс воздействие приборов оказывается несущественным. Например, при определении координат макрообъекта путем локации используют поток фотонов, которые испускаются локатором, они со скоростью света долетают до объекта, отражаются от него и возвращаются назад. Зная время движения фотона и его скорость можно легко определить расстояние до объекта, причем вследствие массивности макрообъекта, его скорость изменится незначительно. Если же использовать принцип локации для определения координаты микрочастицы, то при отражении от нее фотона он передаст ей импульс, сравнимый с импульсом частицы, что приведет к значительному изменению ее скорости. Подобные изменения соответствующих параметров происходят также при измерении скорости, энергии, времени.
Соотношения неопределенностей позволяют определить границы применимости понятий и законов классической механики к объектам, т.е. возможности одновременного использования понятий координаты и скорости при описании движения. Учитывая, что рх = mvx, можно получить Δх Δvх ≥ h/m, откуда следует, что чем больше масса частицы, тем меньше неопределенность ее координаты и скорости и, следовательно, с тем большей точностью можно применять к этой частице понятие траектории. Для пояснения рассмотрим два примера.
1. Рассмотрим пылинку массой m=10-12 кг и линейными размерами 10-6м и определим для нее неопределенность скорости (неопределенность определения ее координаты примерно равна сотой доли ее размера т.е. Δх = 10-8м). Согласно соотношениям неопределенностей Δvх = h/mΔx = 6,62∙10-34/(10-12∙10-8) = 6,62∙10-14м/с. В результате получается неопределенность измерения скорости, намного меньшая скорости, с которой пылинка может двигаться. Поэтому, в данном случае, скорость и импульс можно определить практически точно и поэтому для пылинки можно использовать понятие траектории и законы классической механики.
2. Рассмотрим электрон, движущийся в атоме водорода. Неопределенность его координаты порядка размера самого атома, т.е. Δx = 10-10м.
Определим Δvх: Δvх = h/mΔx = 6,62∙10-34/(9, 1∙10-31∙10-10) = 7,3∙106м/с. Если рассчитать скорость электрона в атоме согласно классической механики, учитывая, что роль центростремительной силы играет сила Кулона, то скорость получается порядка 2∙106м/с и в данном случае неопределенность измерения скорости оказывается больше самой скорости. Поэтому нельзя говорить о движении электрона в атоме по определенной траектории.