ДРУГОГО ЗМІСТОВОГО МОДУЛЯ

Необхідно зрозуміти:

1. Корпускулярно-хвильовий дуалізм, який було виявлено у світлових хвиль, притаманний і частинкам речовини.

2. Хвильові властивості притаманні будь-якому матеріальному об'єкту, що має масу і рухається. Однак від його характеристик залежить, чи проявляються хвильові властивості чи не проявляються.

3. Хвильові властивості притаманні не тільки потоку електронів, а й кожному електрону зокрема.

4. Співвідношення невизначеностей обмежують застосовність понять класичної фізики про координату та імпульс до мікрочастинок.

5. Зі співвідношень невизначеностей випливає, що стан мікрооб'єкта необхідно описувати за допомогою хвильової функції.

6. У квантовій фізиці існує межа точності вимірювань. Вона стосується природи речей, і її не можна перевищити ніяким удосконаленням приладів і методів вимірювань.

7. Стан частинки задається хвильовою функцією, визначеною в усіх точках простору і в кожен момент часу.

8. Рівняння Шредінгера постулюється і доводиться здобутими в атомній та ядерній фізиці результатами дослідів.

9. Рівняння Шредінгера описує зміни з часом стану квантового об'єкта і математично подає корпускулярно-хвильовий дуалізм.

10. Хвильова функція має бути неперервною і мати неперервну першу похідну, однозначну і скінченну в усіх точках простору.

11. Енергія вільної частинки має суцільний спектр.

12. Енергія частинки, яка перебуває в потенціальній «ямі», дискретна.

13. Зі збільшенням головного квантового числа частинки в потенціальній «ямі» дістаємо класичні результати, тобто енергетичний спектр стає суцільним.

14. Хвильові властивості лінійного гармонічного осцилятора спричиняють квантування його енергії.

15. Квантова частинка може перебувати в області, де її повна енергія менша за потенціальну.

16. Квантування енергії та моменту імпульсу в теорії Бора постулюється.

17. Теорія Бора пояснює стійкість атома; умови, при яких атом випромінює; чому спектр випромінювання атома лінійчатий.

18. Теорія Бора дає змогу визначити радіуси орбіт електронів в атомі, енергію стаціонарного стану електрона в атомі, довести серійну формулу Бальмера-Рітца.

19. Недоліком теорії Бора є її внутрішня суперечливість: на базі квантових постулатів рух електрона в атомі розглядається з класичного погляду.

20. Квантування енергії та моменту імпульсу електрона в теорії Бора постулюється. У квантовій механіці цей висновок випливає із розв'язання рівняння Шредінгера.

21. У квантовій механіці говорити про орбіти електрона можна лише наближено. Однак поняття моменту імпульсу як точної характеристики певного стану зберігає своє значення.

22. Орбіти Бора електрона являють собою геометричне місце точок, в яких з найбільшою ймовірністю може перебувати електрон.

23. Стан електрона в атомі задається квантовими числами, які випливають із розв'язку рівняння Шредінгера.

24. У квантовій механіці дискретних значень набуває не тільки модуль орбітального моменту імпульсу, а й напрям його у просторі.

25. У квантовій механіці знайдено ще одну (окрім маси і заряду) внутрішню характеристику електрона: власний момент імпульсу – спін. Його модуль і напрям у просторі набувають дискретних значень.

26. Енергія електрона в одноелектронному атомі, наприклад, атомі водню, залежить тільки від головного квантового числа. У багатоелектронних атомів енергетичний стан електрона визначається всіма чотирма квантовими числами.

27. Залежність енергії електрона від магнітного квантового числа виявляється тоді, коли випромінювальний атом перебуває в магнітному полі.

28. Енергія електрона залежить і від його власного моменту імпульсу, тобто спіна.

29. Характеристичне рентгенівське випромінювання утворюється внаслідок переходів електронів внутрішніх заповнених атомних оболонок.

30. Принцип дії лазерів ґрунтується на теорії індукованого випромінювання.

31. Суцільні спектри випромінюють нагріті тверді тіла і рідини, лінійчаті – атоми газів, смугасті – молекули газоподібних речовин.

Слід запам'ятати:

1. Квадрат модуля амплітуди хвилі де Бройля визначає ймовірність того, що деяка кількість частинок перебуває в даному об'ємі простору.

2. Уявлення про траєкторію руху частинки не має сенсу. Можна говорити лише про ймовірність, з якою вона перебуває в тому чи іншому місці простору.

3. У макроскопічних масштабах прояв співвідношень невизначеностей неістотний. Тому макроскопічні тіла завжди рухаються по траєкторіях.

4. Формули:

— довжина хвилі де Бройля;

–

— співвідношення невизначеностей Гейзенберга для енергії та часу.

5. Рівняння для визначення ймовірності перебування частинки в об'ємі простору.

6. Одновимірне стаціонарне рівняння Шредінгера.

7. Імовірність визначення частинки в інтервалі координат від до .

8. Область руху вільної частинки нескінченно велика.

9. Рівняння Шредінгера для частинки в потенціальній «ямі» і власні значення енергії частинки.

10. Принцип відповідності Бора.

11. Енергія лінійного гармонічного осцилятора може змінюватися тільки порціями .

12. Енергія лінійного гармонічного осцилятора не може дорівнювати нулю.

13. Тунельний ефект – квантове явище, зумовлене тим, що не можна водночас точно визначити кінетичну і потенціальну енергію частинки.

14. Формулювання постулатів Бора.

15. Формули:

– серійна формула Бальмера-Рітца;

– правило частот Бора;

– радіус стаціонарних орбіт електрона в атомі;

– енергія стаціонарних станів електрона в атомі;

В – перший потенціал іонізації атома;

м – стала Рідберга.

16. Згідно з квантовою механікою, стан електрона в атомі визначається дискретним значенням чотирьох квантових фізичних величин: енергії, орбітального моменту імпульсу, проекції орбітального моменту імпульсу на напрям зовнішнього магнітного поля, проекції спінового моменту імпульсу на напрям зовнішнього магнітного поля.

17. Як згідно з квантовою механікою утворюються серії у спектрі випромінювання атома водню.

18. Значення і фізичний зміст чотирьох квантових чисел.

19. Принцип Паулі.

20. Правило добору для орбітального квантового числа.

21. У магнітному полі енергетичні рівні електрона розщеплюються на стільки підрівнів, скільки значень може мати магнітне квантове число, яке відповідає певному орбітальному квантовому числу. Таким розщепленням енергетичного рівня зумовлюється розщеплення спектральної лінії, якщо випромінювальний атом перебуває в магнітному полі. Це явище називається ефектом Зеємана.

22. Про залежність енергії електрона від власного моменту імпульсу (спіна) свідчить існування жовтого дублета у спектрі випромінювання натрію.

23. Механізм утворення характеристичних рентгенівських спектрів.

24. Закон Мозлі і його практичне застосування.

25. Визначення спонтанного і вимушеного випромінювань.

26. Чим інверсний стан речовини відрізняється від основного.

27. Особливості лазерного випромінювання.

Треба вміти:

1. Сформулювати і пояснити гіпотезу де Бройля.

2. Розкрити фізичний зміст хвиль де Бройля.

3. Пояснити результати дослідів Девісона і Джермера.

4. Записати і пояснити фізичний зміст співвідношень невизначеностей Гейзенберга.

5. Записати і пояснити фізичне значення умови нормування хвильової функції.

6. Перейти від загального рівняння Шредінгера до рівняння для стаціонарних станів.

7. Дати визначення принципу причинності.

8. Записати рівняння Шредінгера для вільної частинки, визначити хвильове число і повну енергію частинки.

9. Записати рівняння Шредінгера для частинки в потенціальній «ямі», повну енергію частинки.

10. Пояснити, як визначається положення електрона всередині потенціальної «ями» і графічно показати розподіл імовірності перебування електрона всередині цієї «ями».

11. Записати рівняння Шредінгера для лінійного гармонічного осцилятора і його розв'язок для власних значень енергії, проаналізувати їх.

12. Дати визначення явища тунельного ефекту, пояснити його. Намалювати потенціальний бар'єр і вигляд хвильової функції.

13. Пояснити досліди Франка і Герца.

14. Довести рівняння для визначення радіусів стаціонарних орбіт, енергії стаціонарних станів електрона в атомі, серійну формулу Бальмера-Рітца.

15. Пояснити, користуючись теорією Бора, утворення серій у спектрі випромінювання атома водню.

16. Визначити дискретні значення фізичних величин, які характеризують стан електрона в атомі.

17. Охарактеризувати основний стан атома водню згідно з квантовою механікою.

18. Формулювати принцип Паулі і визначати кількість електронів, які мають однакові значення одного, двох, трьох і чотирьох квантових чисел.

19. Визначити кількість електронів, якими заповнено електронні оболонки L, M, N, О.

20. Записати і пояснити, що таке електронна конфігурація.

21. Сформулювати і пояснити просторове квантування.

22. Пояснити результати дослідів Штерна і Герлаха.

23. Пояснити будову періодичної системи елементів Д.І.Менделєєва.

24. Пояснити сутність ефекту Зеємана.

25. Пояснити утворення жовтого дублета в спектрі випромінювання натрію.

26. Спираючись на закон Мозлі, визначити порядковий номер елемента в таблиці Менделєєва, якщо відома довжина хвилі характеристичного рентгенівського випромінювання цього елемента.

27. Пояснити принцип дії і будову лазера, його практичне застосування.

28. Пояснити утворення спектрів молекул.

Питання для самоконтролю другого змістового модуля

Банк завдань до другого змістового модуля

Поиск по сайту: