Старшинов ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕМЕНТАРНУЮ КВАНТОВУЮ ФИЗИКУ Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Именно при изучении законов теплового излучения осуществился переход от классической физики к квантовой физике. <...> В классической физике испускание излучения телом рассматривается как непрерывный процесс, при котором тело непрерывно излучает в пространство электромагнитные волны. <...> 3 Исходя из законов классической физики и основываясь на представлении о непрерывном излучении энергии атомом, Рэлей и Джинс получили формулу, определяющую вид функции rλ = f(λ, T). <...> в 1900 г. Он выдвинул гипотезу, согласно которой атомы тела излучают энергию не непрерывно, а в виде отдельных частиц – квантов излучения, названных позднее фотонами. <...> Энергия кванта пропорциональна частоте излученных волн: Е0 = hν = .hc h = 6,62·10–34 Дж·с называется постоянной Планка. <...> Масса, импульс, энергия фотона Согласно теории относительности энергия всегда связана с массой соотношением Е = mc2. <...> Так как энергия фотона равна hν, его масса m = 2 .h c Фотон лишен массы покоя и при рождении сразу имеет скорость света. <...> Чем больше частота, тем больше энергия и импульс фотона и тем отчетливее выражены корпускулярные свойства света. <...> С другой стороны, чем меньше длина волны, тем больше энергия кванта, поэтому квантовые ограничения наиболее сильно проявляются при излучении коротких волн. <...> Так, ультрафиолетовый свет может излучаться либо большими квантами, если температура тела (например, поверхности Солнца) высокая либо вообще не излучаться, если энергии теплового движения атомов тела недостаточно, чтобы оно могло испустить квант излучения. <...> Правило Стокса гласит: частота излучения при люминесценции меньше или равна частоте облучения. <...> Фотоэффект Идея дискретности электромагнитного излучения получила дальнейшее развитие при изучении и объяснении закономерностей явления фотоэффекта. <...> Внешний фотоэффект Явление внешнего фотоэффекта (фотоэлектронная <...>
Введение_в_элементарную_квантовую_физику.pdf
УДК 530.145(075.8)
ББК 32.86
С77
Рецензенты: В.Г. Средин, В.И. Мудрук
Старшинов Б.С.
С77
Введение в элементарную квантовую физику : учеб. пособие
/ Б.С. Старшинов. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2009. – 50, [2] с. : ил.
товые свойства излучения», «Физика атома» и «Физика атомного
ядра». Приведены задачи для самостоятельного решения и примеры
решения типовых задач по указанным разделам.
Для учащихся физико-математического лицея № 1580, изучающих
курс физики по углубленной программе в соответствии с
тематическим планом кафедры «Основы физики» (СУНЦ-2) при
МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 530.145(075.8)
ББК 32.86
Изложены основные законы и понятия разделов физики «Кван
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Квантовые свойства излучения ......................................................... 3
1.1. Гипотеза Планка ............................................................................ 3
1.2. Масса, импульс, энергия фотона ................................................. 4
1.3. Тепловое и химическое действие света ....................................... 5
1.4. Фотоэффект .................................................................................... 6
1.5. Давление света ............................................................................... 12
1.6. Эффект Комптона .......................................................................... 14
2. Физика атома ......................................................................................... 16
2.1. Опыты Резерфорда ........................................................................ 16
2.2. Планетарная модель строения атома ........................................... 17
2.3. Постулаты Бора ............................................................................. 18
2.4. Модель атома водорода по Бору .................................................. 19
2.5. Излучение и поглощение энергии атомами ................................ 22
2.6. Волновые свойства материи ......................................................... 23
2.7. Многоэлектронные атомы ............................................................ 25
2.8. Понятие о квантовых генераторах ............................................... 26
3. Физика атомного ядра .......................................................................... 29
3.1. Строение атомного ядра ............................................................... 29
3.2. Радиоактивный распад (радиоактивность, закон радиоактивного
распада) .......................................................................................... 32
3.3. Типы радиоактивного распада ..................................................... 35
3.4. Правило смещения ........................................................................ 37
3.5. Ядерные реакции ........................................................................... 38
3.6. Цепные ядерные реакции ............................................................. 39
3.7. Термоядерная реакция синтеза .................................................... 40
4. Задачи для самостоятельного решения и примеры
решения задач .............................................................................. 41
4.1. Квантовые свойства излучения .................................................... 41
4.2. Физика атома ................................................................................. 45
4.3. Физика атомного ядра ................................................................... 47
50
Стр.50