Министерство образования российской федерации ставропольский государственный университет «общая физика» (учебно-методическое пособие) (стр. 20 из 23)
25. Тождественность микрочастиц. Фермионы и бозоны.
26. Волновая функция системы тождественных частиц. Принцип Паули.
Вопросы для контролируемой самостоятельной работы студентов (КСР)
27. Изучение строения атома на экспериментах по рассеянию. [V.1, т.1, гл.3], [V.6, гл.3, §3]
28. Эффект Мессбауэра и его применения. [V.1, т.1, гл.9]
29. Электроны отдачи. Экспериментальное подтверждение применимости законов сохранения к элементарным актам рассеяния. [V.1, гл.3, §§126-128]
30. Экспериментальные доказательства волновых свойств микрочастиц. [V.1, т.1, гл.10], [V.4, гл.5], [V.6, гл.4]
31. Исходные принципы квантовой механики. [V.7, в. 3, гл. 37]
32. Холодная эмисия электронов из металла. [V.5, гл.4, §29]
33. Теория альфа-радиоактинвости. [V.4, гл.7]
Вопросы, выносимые на 2 коллоквиум:
1. Квантование момента импульса и его проекций.
2. Уравнение Шредингера с центральносимметричным потенциалом.
3. Решение радиального уравнения.
4. Уровни энергии и волновые функции атома водорода.
5. Пространственное квантование. Вырождение уровней.
6. Орбитальный механический и магнитный моменты электрона.
7. Спин электрона. Опыт Штерна и Герлаха.
8. Тонкая структура спектра водорода и щелочных металлов.
9. Эффект Садовского. Спин фотона.
10. Полный момент импульса электрона.
11. Заполнение атомных состояний электронами.
12. Спин и магнитный момент нуклонов и ядра.
13. Сверхтонкая структура атомных спектров.
14. Изотопический эффект в атомах.
15. Атом гелия. Синглетные и триплетные состояния.
16. Обменное взаимодействие. Основное состояние атома гелия.
17. Периодическая система элементов Менделеева.
18. Автоионизация атомов и молекул.
19. Характеристические рентгеновские спектры.
20. Закон Мозли.
21. Эффект Зеемана.
22. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).
23. Эффект Штарка.
24. Квантовая система в электромагнитном поле.
25. Электромагнитный вакуум. Спонтанные переходы.
26. Опыт Лэмба и Ризерфорда. Лэмбовский сдвиг спектральных линий.
27. Адиабатическое приближение.
28. Теория Гайтлера и Лондона.
29. Химическая связь. Гибридизация орбит.
30. Ротатор. Вращательные спектры молекул.
31. Электронно-колебательный переход.
32. Принцип Франка-Кондона.
Вопросы для контролируемой самостоятельной работы студентов (КСР)
33. Аммиачный мазер. [V.7, в.8, гл. 7]
34. Бозе-частицы и ферми-частицы. [V.7, в. 8, гл.2]
35. Магнитный резонанс (ЭПР, ЯМР). [V.5, гл. 5, §42]
36. Генераторы света. [V.1, т.1, гл. 7, §§97-102]
37. Автоионизация. Эффект Оже. [V.1, т.2, §106]
38. Квантовая статистика. [V.6, гл 8]
Вопросы для контролируемой самостоятельной работы студентов (КСР):
1. Изучение строения атома на экспериментах по рассеянию. [V.1, т.1, гл.3], [V.6, гл.3, §3]
2. Эффект Мессбауэра и его применения. [V.1, т.1, гл.9]
3. Электроны отдачи. Экспериментальное подтверждение применимости законов сохранения к элементарным актам рассеяния. [V.1, гл.3, §§126-128]
4. Экспериментальные доказательства волновых свойств микрочастиц. [V.1, т.1, гл.10], [V.4, гл.5], [V.6, гл.4]
5. Исходные принципы квантовой механики. [V.7, в. 3, гл. 37]
6. Холодная эмисия электронов из металла. [V.5, гл.4, §29]
7. Теория альфа-радиоактинвости. [V.4, гл.7]
8. Аммиачный мазер. [V.7, в.8, гл. 7]
9. Бозе-частицы и ферми-частицы. [V.7, в. 8, гл.2]
10. Магнитный резонанс (ЭПР, ЯМР). [V.5, гл. 5, §42]
11. Генераторы света. [V.1, т.1, гл. 7,§§97-102]
12. Автоионизация. Эффект Оже. [V.1, т.2, §106]
13. Квантовая статистика. [V.6, гл 8]
ЗАДАЧИ К ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ
«ФИЗИКА АТОМА И АТОМНЫХ ЯВЛЕНИЙ»
1. Исходя из формулы Планка для спектральной плотности энергии равновесного электромагнитного излучения ρω получить:
а) зависимость объемной плотности энергии излучения от температуры (закон Стефана - Больцмана)
б) связь между частотой, соответствующей максимуму ρω, и температурой (закон смещения Вина).
Ответ: а) Q =
T4, = ( 
2/15)(k2/ 
3c3); б) 
max/kT 
2.842. Оценить число фотонов равновесного электромагнитного излучения в единице объема при температуре: а) 300 К, б) 3 К
Ответ: а) N
4 
108 см-3; б) N 400 см-33. Рассматривая рассеяние рентгеновского излучения веществом, как результат столкновения фотона с неподвижным электроном, получить выражение для смещения длины волны падающего излучения в зависимости от угла рассеяния (эффект Комптона).
Ответ:
4. Фотон, испытав столкновение с релятивистским электроном, рассеялся под углом a=90°, а электрон остановился. Найти комптоновское смещение длины волны рассеянного фотона (формулу вывести).
Ответ: Dl=
=2.43×10-2Å.5. На какую кинетическую энергию ускоряемых протонов должен быть рассчитан ускоритель, чтобы исследовать пространственные структуры размером ~ 1 фм (10-13 см).
Ответ: Ek
800 МэВ6. Исходя из соотношения неопределенностей оценить
а) минимальную энергию гармонического осциллятора (энергию нулевых колебаний),
б) энергию основного состояния атома водорода.
Ответ: а) E
; б) Ek me4/2 27. В рамках модели атома Бора определить величину изотопического сдвига Lα линий трех изотопов водорода.
Ответ: 
8. В рамках модели атома Бора определить величину релятивистской поправки к потенциалу ионизации водородоподобного иона с зарядом Z.
Ответ:
9. Потенциал ионизации атома Cs равен 3,89 эВ. Определить квантовый дефект основного состояния.
Ответ:
310. Определить энергию фотоэлектронов, выбитых и К-оболочки урана (постоянная экранирования
) рентгеновским излучением с энергией 150 кэВ.Ответ: E
37 кэВ11. Состояние электрона характеризуется волновой функцией
. Определить средние значения и дисперсии координаты и импульса электрона.Ответ: < x > = < p > = 0, Dx = a2/2, Dp =
2/2a212. Электрон находится в потенциальной яме шириной l. В каких точках в интервале (0<х<l) плотность вероятности нахождения электрона на первом и втором энергетических уровнях одинакова? Вычислить плотность вероятности для этих точек.
Ответ: х1 =
l; х2 = 
l; |y(х)|2 = 
l.13. В сферической системе координат (r,θ,φ) волновая функция электрона имеет вид
. Какие и с какой вероятностью значения z-проекции момента количества движения (Lz) могут быть измерены в этом состоянии? Определить среднее значение и дисперсию величины Lz .Ответ: Lz = +
, 
, < Lz > = 0 , DLz = 214. Определить уровни энергии и волновые функции стационарных состояний частицы в одномерной бесконечно глубокой прямоугольной потенциальной яме шириной d.
Ответ:.
15. Определить среднее и наиболее вероятное удаление электрона от ядра в основном состоянии атома водорода.
Ответ: < r > = 3/2a0, rmp = a0, a0 =
2/me2