Тема 9. Тормозное рентгеновское излучение

Тема 8. Спонтанное и вынужденное излучение. Лазеры.

Тема 7. Многоэлектронный атом.

Тема 6. Физика атома. Атом водорода в квантовой механике.

1.Опыты Э. Резерфорда по рассеянию α-частиц на пленках золота. Планетарная модель атома. Постулаты Бора. Правило частот Бора. Модель атома Резерфорда-Бора.

2.Атом водорода в квантовой механике. Квантование атома водорода. Момент импульса электрона на стационарных орбитах. Энергия электрона, находящегося в атоме на n-й орбите. Решение уравнения Шредингера для электрона в центрально-симметричном поле (водородоподобного атома).

3.Квантовые числа: главное, азимутальное, магнитное, спиновое. Геометрический и физический смысл квантовых чисел. Символы состояний: s, p, d, f – состояния. Кратность вырождения. Квантование момента импульса и его проекции на направление магнитного поля для электрона в атоме. Модуль момента импульса электрона и его связь с азимутальным и магнитным квантовыми числами. Связь между квантовыми числами. Оболочки (слои, уровни) и подоболочки (подслои, подуровни) и их взаимосвязь с квантовыми числами и состояниями. Закономерность заполнения электронов оболочек и подоболочек.

4.Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Полный момент импульса электрона. Правила отбора Хунда. Магнетон Бора.

5.Спектр атома водорода. Спектральные линии. Серийная структура спектра. Линейчатый спектр излучения и поглощения атома водорода. Серии спектральных линий в атоме водорода: Лаймана, Бальмера, Пашена, Пфунда, Брэкета, Хэмпфри. Их положение в спектре электромагнитного излучения. Теория Бора для водородоподобных систем. Формула Бальмера. Связь энергии фотона и энергии ионизации атома водорода. Конфигурация электронных состояний атома водорода.

1. Структура электронных уровней в сложных атомах. Типы связей электронов в атомах.

Принцип Паули. Периодическая система Д.И.Менделеева.

1.Элементы квантовой электроники.

2.Спонтанное и индуцированное излучение. Инверсная заселенность. Оптическая накачка. Лазеры, мазеры.

3.Принцип работы твердотельного и газоразрядного лазера.

1.Коротковолновая граница сплошного рентгеновского спектра. Закон Мозли.

Раздел 8. Атомное ядро.

1.Состав и характеристики атомного ядра. Символьное обозначение ядра. Феноменологические модели ядра (капельная, Н. Бор, 1936 г.; оболочечная, М. Геппер Майер, 1949 г. и Х. Йенсенс, 1950 г.; обобщенная). Нейтронно-позитронная модель строения ядра В.Гейзенберга и Д.Д.Иваненко (1932 г.). Нуклоны (протоны, нейтроны). Связь массы покоя протона и нейтрона с массой покоя электрона. Массовое число и зарядовое число ядра. Изотопы, изобары, изотоны, изомеры. Формула радиуса ядра. Размер ядра.

2.Масса ядра. Энергия связи ядра. Дефект массы ядра. Связь энергии связи ядра с массой протонов, нейтронов и массы ядра. Выражение энергии связи ядра через массы атома водорода и нейтрального атома. Удельная энергия связи. Зависимость удельной энергии связи ядра от его массового числа.

3.Ядерные силы. Свойства ядерных сил. Механизм взаимодействия нуклонов.

4.Открытие радиоактивности А.Беккерелем (1896 г.). Типы радиоактивности. Естественная и искусственная радиоактивность. Радиоактивные превращения ядер. α-, β- распады и γ- излучение, спонтанное деление тяжелых ядер, протонная радиоактивность, их свойства и закономерности.

5.Основной закон радиоактивного распада. Период полураспада, постоянная распада, среднее время жизни радиоактивного ядра. Связь между ними. Выражение числа атомов, содержащихся в радиоактивном изотопе через число Авогадро. Таблица периодов полураспада для основных нуклидов.

6.Активность нуклида. Связь активности с постоянной распада и с числом нераспавшихся ядер. Массовая активность радиоактивного источника.

7. α-распад и правило смещения. β - распад и его типы: электронное (β^- - распад) и позитронное (β⁺ - распад) превращения и электронный К-захват. γ- излучение. Метастабильное состояние ядра. Электроны конверсии. Спонтанное деление тяжелых ядер. Протонная радиоактивность. Их свойства и закономерности.

8.Резонансное поглощение γ- излучения. Эффект Мессбауэра.

9.Ядерные реакции. Типы ядерных реакций. Выход ядерной реакции. Эндотермическая и экзотермическая реакции. Выражение для энергии ядерной реакции. Связь энергии ядерной реакции с массами покоя ядра-мишени, бомбардирующей частицы и продуктов реакции. Связь энергии ядерной реакции с кинетическими энергиями ядра-мишени, бомбардирующей частицы и продуктов реакции. Диаграмма ядер. Долина устойчивости ядер. Протон, дейтрон (дейтерий), тритон (тритий). Порог и эффективное сечение реакции. Законы сохранения при ядерных реакциях. Фрагментация ядер.

10.Открытие нейтрона. Спин нейтрона. Ядерные реакции на нейтронах. Мгновенные, запаздывающие и вторичные нейтроны. Реакция деления. Цепная ядерная реакция. Деление тяжелых ядер. Коэффициент размножения нейтронов. Реакции термоядерного синтеза. Управляемый термоядерный синтез. Использование ядерной энергии. Ядерные реакторы. Типы ядерных реакторов и принцип их действия.

Раздел 9. Элементарные частицы. Фундаментальные взаимодействия.

1.Классификация элементарных частиц, их символы. Открытие электрона (1897 г., Дж. Томсон), фотона (1900 г., М.Планк), протона (1911 г., Э.Резерфорд), нейтрона (1932 г., Д.Чедвик), позитрона (1932 г., К.Андерсон), мюона (1938 г., К.Андерсон, С. Неддермейер). Фотоны, лептоны, адроны (мезоны и барионы (глюоны и гипероны)) и их виды. Резонансы. Частицы и античастицы. Фундаментальные и нефундаментальные (кварки) частицы. Классификация частиц в зависимости от значения спина: бозоны и фермионы. Характеристики частиц и античастиц: масса, электрический, барионный, лептонный числа (заряды), спин, изоспин, время жизни. Кварки и антикварки: символы и характеристики. Таблица кваркового состава адронов. Кварковая диаграмма и ее интерпретация. Законы сохранения в ядерных реакциях.

2.Обменный характер взаимодействия (взаимопревращения) частиц. Аннигиляция частиц. Диаграммы Фейнмана.

3.Сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия – виды фундаментальных взаимодействий. Относительная интенсивность, радиус действия, время жизни взаимодействий. Переносчики взаимодействий: фотоны (электромагнитное), бозоны (слабое), глюоны (сильное), гравитоны (гравитационное). Великое объединение и суперобъединение.

Дата добавления: 2014-01-15