Разделы презентаций

Атомная физика. Элементы ядерной физики.

Содержание

Cодержание (1) Лекция Cлайд 1 6 2 23

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1 Семестр 5 – Атомная физика. Элементы ядерной физики.

Семестр 5 – Атомная физика. Элементы ядерной физики.

Слайд 2Cодержание (1)
Лекция Cлайд
1

6

2 23
3 38
4 50
5 61
6 73
7 74
8 93
9 101
10 113



Cодержание (1) Лекция Cлайд 1 6

Слайд 3 Cодержание (2)

Лекция Cлайд
11

133
12 144
13 147
14 152
15 165
16 206

Литература:
1 4
2 5
Cодержание (2) Лекция Cлайд 11

Слайд 4Основная литература:
1. И.В. Савельев. Курс общей физики, т.5 - М:
Наука.

Физматлит, 1998.
2. И.Е. Иродов. Квантовая физика - М:
Лаборатория базовых знаний,

2001.
3. А.Н. Матвеев. Атомная физика – М: Высшая
школа, 1989.
4. И.В. Сивухин. Общий курс физики. Атомная
и ядерная физика (ч. 1, 2) - М: Наука, 1989.
Основная литература: 1. И.В. Савельев. Курс общей физики, т.5 - М:Наука. Физматлит, 1998.2. И.Е. Иродов. Квантовая физика

Слайд 5Дополнительная литература:
Л.Л. Гольдин, Г.Н. Новикова. Введение в атомную
физику. М: Наука,

1988
2. Э.А. Нерсесов. Основные законы атомной и ядерной
физики –

М: Высшая школа, 1988
3. О.А. Барсуков, М.А. Ельяшевич. Основы атомной
физики. М: Научный мир, 2006.

Факультативная литература:
С.Г. Рубин. Устройство нашей Вселенной. Фрязино:
Век 2, 2006.
2. C. Xoкинг. Кратчайшая история времени. Спб: Амфора.ТИД Амфора, 2006.
3. В.Эбелинг, А.Энгель, Р.Файстель. Физика процессов
эволюции. М: УРСС, 2001.
4.В.В.Белокуров, О.Д.Тимофеевская, О.А.Хрусталёв.
Квантовая телепортация - обыкновенное чудо. Ижевск:
НИЦ, 2000.
Дополнительная литература:Л.Л. Гольдин, Г.Н. Новикова. Введение в атомнуюфизику. М: Наука, 1988 2. Э.А. Нерсесов. Основные законы атомной

Слайд 6Лекция 1(1)
1. Тепловое излучение.
2. Люминесцентное излучение.
3. Равновесное тепловое излучение.
4.

Абсолютно черное тело.
5. Испускательная и поглощательная
способности тела:
r(ω,T), a(ω,T).

a(ω,T)=1 (а. ч. т.), a(ω,T)<1 (серое тело).
-r(ω,T)dω= r(λ,T)dλ ; r(λ,T)=r(2πс/λ,T)2πс/λ2.

Лекция 1(1)1. Тепловое излучение.2. Люминесцентное излучение. 3. Равновесное тепловое излучение.4. Абсолютно черное тело.5. Испускательная и поглощательнаяспособности тела:

Слайд 7Лекция 1(2)
[R]=Вт/м2 - энергетическая светимость;

[r(λ,T)]=Вт/м2; [r(ω,T)]=Дж/м3.
7. Закон Кирхгофа (1859 г.).
r(ω,T)/a(ω,T)=f(ω,T);

f(ω,T)= r*(ω,T)=dR(ω,T)/dω;
-f(ω,T)dω=ϕ(λ,T)dλ; ϕ(λ,T)=2πс/(λ2)f(2πс/λ,T).
[ϕ(λ,T)]=Вт/м3; [f(ω,T)]=Дж/м2.
8. Плотность потока энергии излучения u(ω,T).
cu(ω,T)/4= f(ω,T).
9. Закон Стефана (1879 г.) – Больцмана
(1884 г.).
R~T4 (эксперимент); R*=σT4 (теория); σ=5,7*10-8 Вт/(м2*K4).
Лекция 1(2) [R]=Вт/м2 - энергетическая светимость; [r(λ,T)]=Вт/м2; [r(ω,T)]=Дж/м3. 7. Закон Кирхгофа (1859 г.).

Слайд 8Лекция 1(3)
10. Закон смещения Вина (1896 г.)*.
λmT=b

(b=2,98*10-3 м*К).
11. Стоячие электромагнитные волны в
замкнутой полости.
12. Закон Рэлея

(1900 г.) – Джинса (1905 г.).
u(ω,T)=kTω2/(π2c3); ϕ(λ,T)=2πсkT/λ4.
13. Распределение Планка (1900 г.)*.
f(ω,T)=сu(ω,T)/4=ħω3/(4π2c2(eхp(ħω/(kT)-1)));
ϕ(λ,T)=2πс/(λ2)f(2πс/λ,T)=
=4ħ(πc)2/(λ5(eхp(2πħc/(λkT))-1)).

Лекция 1(3)10. Закон смещения Вина (1896 г.)*.λmT=b (b=2,98*10-3 м*К).11. Стоячие электромагнитные волны взамкнутой

Слайд 9Температурное равновесие излучения и поверхности

Температурное равновесие излучения и поверхности

Слайд 10Установление температурного равновесия

Установление температурного равновесия

Слайд 11Равновесие теплового излучения

Равновесие теплового излучения

Слайд 12Исследование излучения абсолютно черного тела

Исследование излучения абсолютно черного тела

Слайд 13Энергетическая светимость абсолютно- чёрного тела

Энергетическая светимость абсолютно- чёрного тела

Слайд 14Установление равновесия объёмной плотности энергии

Установление равновесия объёмной плотности энергии

Слайд 15Излучение элементарной части площади

Излучение элементарной части площади

Слайд 16Конфигурация объёмного резонатора

Конфигурация объёмного резонатора

Слайд 20Зависимость энергетической светимости абсолютно-черного тела

Зависимость энергетической светимости абсолютно-черного тела

Слайд 22Энергетическая светимость и спектральная плотность излучения согласно распределения Планка

Энергетическая светимость и спектральная плотность излучения согласно распределения Планка

Слайд 23Лекция 2 (1)
1.Тормозное рентгеновское излучение (Х-лучи) - Рентген (1895 г.).
2.

Фотоэффект:
- Герц (1887 г.);
- Столетов (1888 - 89 г.г.);
- Ленард,

Дж. Томсон (1898-1902 г.г.);
- Эйнштейн (1905 г.)*;
- Милликен (1914 г.)*.
3. Опыт Боте (1925 г.).



Лекция 2 (1)1.Тормозное рентгеновское излучение (Х-лучи) - Рентген (1895 г.).2. Фотоэффект: - Герц (1887 г.); - Столетов (1888 -

Слайд 24Лекция 2 (2)
4. Эффект Комптона (1923 г.)*.
а) θ≠0 → IP,

IM (P – несмещённая,
М – смещённая компоненты);
б) θ ↑ →

IM ↓;
в) θ=const → ∆λ(mc)=λ’-λ=λC(1-cosθ)= =const; λC= h/(mc) ;
д) θ=0 → ∆λ=0;
г) θ ↑ → ∆λ ↑.
5. Корпускулярно-волновой дуализм.
6. Демонстрации: 5 Int.



Лекция 2 (2)4. Эффект Комптона (1923 г.)*. а) θ≠0 → IP, IM (P – несмещённая,М – смещённая компоненты); б)

Слайд 25Тормозное рентгеновское излучение.

Тормозное рентгеновское излучение.

Слайд 27Фото-эффект (1)

Фото-эффект (1)

Слайд 28Фотоэффект (1′)

Фотоэффект (1′)

Слайд 30Опыт Милликена

Опыт Милликена

Слайд 31Р-n - переход

Р-n - переход

Слайд 32Опыт Боте

Опыт Боте

Слайд 34Рассеяние фотона свободным электроном

Рассеяние фотона свободным электроном

Слайд 38Лекция 3
1. Атомные спектры - Бальмер (1885 г.).
2. Атом Томсона

(1903 г.).
3. Планетарная модель атома: Нагаока
(1904 г.), Резерфорд (1911-1913

г.г.).
4. Постулаты Бора.
5. Атом Бора (1913 г.)*.
6. Спектральные серии в излучении атомa
водорода.
7. Опыт Франка, Герца (1912-1914 г.г.)
8. Демонстрации: 5 Int, ATOM, RUTH, ВOHR,
FH rasp, FRANC-HERTZ.

Лекция 31. Атомные спектры - Бальмер (1885 г.).2. Атом Томсона (1903 г.).3. Планетарная модель атома: Нагаока (1904

Слайд 39Модель атома Томсона (1)

Модель атома Томсона (1)

Слайд 40Модель атома Томсона (2)

Модель атома Томсона (2)

Слайд 44К классической теории движения электрона в атоме

К классической теории движения электрона в атоме

Слайд 46К теории Бора атома водорода.

К теории Бора атома водорода.

Слайд 47 Опыт Франка-Герца.

Опыт Франка-Герца.

Слайд 48Опыт Франка-Герца (1)

Опыт Франка-Герца (1)

Слайд 49Опыт Франка-Герца (2)

Опыт Франка-Герца (2)

Слайд 50Лекция 4 (1)
1. Гипотеза де-Бройля (1924 г.)*.
2. Опыт Джермера -

Дэвиссона (1927 г.)*.
3. Опыты:
- Томсон*, Тартаковский (1927 г.);
- Эстерман, Штерн

(1929 г.);
- Фабрикант, Биберман, Сушкин (1949г.).
4. Принцип неопределенности Гейзенберга
(1927 г.). Канонически сопряжённные
величины.

Лекция 4 (1)1. Гипотеза де-Бройля (1924 г.)*.2. Опыт Джермера - Дэвиссона (1927 г.)*.3. Опыты: - Томсон*, Тартаковский (1927

Слайд 51Лекция 4 (2)
6. Оценки размеров и энергии различных
систем.
7. Дифракция

электронов.
8. Демонстрации: 5 Int, VOLNA.

Лекция 4 (2)6. Оценки размеров и энергии различных систем.7. Дифракция электронов. 8. Демонстрации: 5 Int, VOLNA.

Слайд 54Рассеяние электронов на фольге

Рассеяние электронов на фольге

Слайд 55Мысленный эксперимент

Мысленный эксперимент

Слайд 60Принцип неопределённости (2)

Принцип неопределённости (2)

Слайд 61Лекция 5 (1)
1. Уравнение Шрёдингера (1926 г.).
2. Смысл и свойства

пси-функции.
3.Частица – в бесконечно-глубокой прямо-
угольной потенциальной яме.
4. Гармонический осциллятор. Среднее
значение

энергии квантового гармоничес-
кого осциллятора.
5. Потенциальные барьеры. Туннельный
эффект.

Лекция 5 (1)1. Уравнение Шрёдингера (1926 г.).2. Смысл и свойства пси-функции.3.Частица – в бесконечно-глубокой прямо-угольной потенциальной яме.4.

Слайд 62Лекция 5 (2)
6. Математическое приложение: основные
свойства гамма-функции.
7. Демонстрации: 5 Int,

PSI.



Лекция 5 (2)6. Математическое приложение: основныесвойства гамма-функции.7. Демонстрации: 5 Int, PSI.

Слайд 63Частица в прямоугольной бесконечно глубокой потенциальной яме

Частица в прямоугольной бесконечно глубокой потенциальной яме

Слайд 67Волновые функции для элементарной частицы в прямоугольной потенциальной яме конечной

и бесконечной высоты.

Волновые функции для элементарной частицы в прямоугольной потенциальной яме конечной и бесконечной высоты.

Слайд 69Рассеяние на потенциальном барьере (1).

Рассеяние на потенциальном барьере (1).

Слайд 70Рассеяние на потенциальном барьере (2).

Рассеяние на потенциальном барьере (2).

Слайд 71Основные свойства Гамма-функции: Г(х)= (х>0).
Г(х+1)=хГ(х);
Г(х)Г(х+1/2)= Г(2х)/22х-1;
Г(х)Г(1-х)=

/sin( x) → x=1/2; Г(1/2)= ;

Г(n)=(n-1)! (n>0, n N; 0!=1).
Литература: И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев
– Справочник по математике для инженеров
и учащихся втузов. М.: Физматлит, 2004.
Основные свойства Гамма-функции: Г(х)= (х>0). Г(х+1)=хГ(х); Г(х)Г(х+1/2)= Г(2х)/22х-1; Г(х)Г(1-х)= /sin( x) → x=1/2;

Слайд 73Лекция 6
1. Квантование момента импульса.
2. Спин элементарных частиц - Уленбек,
Хаудсмит

(1925 г.), Дирак (1928 г.)*.
3. Сложение моментов импульса.
Мl

= ħ√l(l+1) (l=0,1,2,…,∞);
Мlz=ħml (|m|=0,1,2,…,l);
Мs =ħ√s(s+1) (s-фиксированное);
Мsz=ħms (ms=-s,-s+1,…,s);
Мj = ħ√j(j+1) (j=|l-s|,|l-s+1|,…,l+s);
Мjz = ħmj (mj =-j,-j+1,…,j).
4. L-S и J-J связи.
5. Символы термов.






Лекция 61. Квантование момента импульса.2. Спин элементарных частиц - Уленбек,Хаудсмит (1925 г.), Дирак (1928 г.)*.3. Сложение моментов

Слайд 74Лекция 7
Результаты квантовой механики для атома
водорода.
2. Вырождение состояний.
3. Символы состояний.

Схема уровней.
4. Спектральные серии атома водорода.
5. Демонстрации: 5 Int, HATOM,

HATOM NEW.
Лекция 7Результаты квантовой механики для атомаводорода.2. Вырождение состояний.3. Символы состояний. Схема уровней.4. Спектральные серии атома водорода.5. Демонстрации:

Слайд 75Зависимость потенциальной энергии взаимодействия электрона в атоме водорода (1)

Зависимость потенциальной энергии взаимодействия электрона в атоме водорода (1)

Слайд 76Зависимость потенциальной энергии взаимодействия электрона в атоме водорода (2)

Зависимость потенциальной энергии взаимодействия электрона в атоме водорода (2)

Слайд 77К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (1)
((∆r+ ∆θφ)/r2 + (E-U)2μ/ħ2)ψ=0;

(1)

U=-(kZe2)/r; μ=meM/(me+M);

(2)

ψ(r,θ,φ)=R(r)Θ(θ)Φ(φ); Y(θ,φ)=Θ(θ)Φ(φ);

∆rR/(Rr2)+ (E-U)2μ/ħ2=-∆θφY/(Yr2)=λ/r2; (3)

∆θφY= λY; Ylm(θ,φ)=Θlm(θ)Φm(φ); λ=l(l+1). (4)

К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (1)((∆r+ ∆θφ)/r2 + (E-U)2μ/ħ2)ψ=0;

Слайд 78К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (2)
(∆θ+λ-m2/sin2θ)Θ=0;

(5)
Θlm(θ)=[(2l+1)(l-m)!/(2(l+m)!)]Plm(cosθ);
Θlm(θ) – шаровые функции;
Pl m(cosθ) – присоединённые полиномы
Лежандра;
Мl = ħ√l(l+1) , (l=0; 1; 2;…; n-1). (6)


К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (2)(∆θ+λ-m2/sin2θ)Θ=0;

Слайд 79К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (3)
Θ0,0=1/√4π ;
Θ1,0=√3/(4π) cosθ;
Θ2,0

=√5/(16π) (3cos2θ-1);
Θ1,±1 =√3/(8π) sinθ;
Θ2,± 1=√15/(8π) sinθcosθ;
Θ2,±

2=√15/(32π) sin2θ.
Y(θ,φ)=Θ(θ)Φ(φ);
∂2Ф/∂φ2+m2Ф=0;
Фm=exp(imφ); Mz=mħ (0≤|m|≤l).







К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (3)Θ0,0=1/√4π ; Θ1,0=√3/(4π) cosθ;Θ2,0 =√5/(16π) (3cos2θ-1); Θ1,±1 =√3/(8π) sinθ; Θ2,±

Слайд 80К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (4)
(∆rR)/r2+(E-U)2μ/ħ2-l(l+1)R=0;

(7)
ħ2/(2μr2)∆rR+(E-U-ħ2l(l+1)R/(2μr2))=0;
(-ħ2/(2μr2)∆r+(-kZe2/r +ħ2l(l+1)/(2μr2))R=ER;
(-ħ2/(2μr2)∆r+Ul)R=ER;
Rnl=En Rnl; (8)
En=-μ(kZe2)2/(2ħ2n2).
Rnl=Anlρlexp(-ρ/n); Anl= ;
R10=2exp(-ρ);
R20=(1-ρ/2)exp(-ρ/2)/√2;
R21=ρexp(-ρ/2)/(2√6 ).
ρ=r/rB; rB=μ(kZe2)2/ħ2.



К решению уравнения Шрёдингера для атома водорода (4)(∆rR)/r2+(E-U)2μ/ħ2-l(l+1)R=0;

Слайд 81Проекция момента импульса (1)

Проекция момента импульса (1)

Слайд 82Проекция момента импульса (2)

Проекция момента импульса (2)

Слайд 83Сложение моментов импульса (1)

Сложение моментов импульса (1)

Слайд 84Сложение моментов импульса (2)

Сложение моментов импульса (2)

Слайд 85Квантование момента импульса

Квантование момента импульса

Слайд 86Квантование собственного (спинового) момента

Квантование собственного (спинового) момента

Слайд 87Квантование полного механического момента

Квантование полного механического момента

Слайд 89Плотность вероятности нахождения электрона в интервале [r;r+dr]

Плотность вероятности нахождения электрона в интервале [r;r+dr]

Слайд 90Электрон в атоме водорода

Электрон в атоме водорода

Слайд 91Волновая функция электрона в атоме водорода.

Волновая функция электрона в атоме водорода.

Слайд 93

1. Энергетические уровни электронов.
2. Периодическая система элементов
Д.И. Менделеева (1869 г.).
3.

Принцип Паули (1940 г.)*.
4. Правила Хунда (1927 г.).
5. Демонстрации: 5

Int, MULTI.











Лекция 8

1. Энергетические уровни электронов.2. Периодическая система элементовД.И. Менделеева (1869 г.).3. Принцип Паули (1940 г.)*.4. Правила Хунда (1927

Слайд 95Заполнение оболочек и подоболочек атомов (2)

Заполнение оболочек и подоболочек атомов (2)

Слайд 99Заполнение подоболочек атома

Заполнение подоболочек атома

Слайд 101Лекция 9
1. Спектры щелочных элементов.
2. Основные спектральные серии.
3. Ридберговские поправки.
4.

Тонкая структура спектральных линий.
5. Схема уровней и переходов для натрия.
6.

Демонстрации: 5Int, SODIUM.
Лекция 91. Спектры щелочных элементов.2. Основные спектральные серии.3. Ридберговские поправки.4. Тонкая структура спектральных линий.5. Схема уровней и

Слайд 107Радиационные переходы между уровнями с учетом l-s взаимодействия

Радиационные переходы между уровнями с учетом l-s взаимодействия

Слайд 110Постоянные экранирования (∆ l ) для щелочных элементов

Постоянные экранирования (∆ l ) для щелочных элементов

Слайд 111Спектры щелочных металлов (α = s; p; d; f;…)

Спектры щелочных металлов (α = s; p; d; f;…)

Слайд 112Термы щёлочных атомов

Термы щёлочных атомов

Слайд 113Лекция 10 (1)
1.Спин-орбитальное (L-S) взаимодействие.
2. Мультиплетность спектральных линий.
3. Тонкое расщепление

спектральных
линий.
4. Характеристические рентгеновские
спектры (возникновение, общие свойства,
закон Мозли (1913 г.), тонкая

структура
спектров, спектр поглощения).
Лекция 10 (1)1.Спин-орбитальное (L-S) взаимодействие.2. Мультиплетность спектральных линий.3. Тонкое расщепление спектральныхлиний.4. Характеристические рентгеновскиеспектры (возникновение, общие свойства,закон Мозли

Слайд 114Лекция 10 (2)
5. Энергетический спектр:
энергия молекул;
- правила отбора для

оптических переходов.
6. Оптические переходы:
- электроннo-колебательные,
колебательные,
колебательно -вращательные,

чисто вращательные полосы спектров
двухатомных молекул;


Лекция 10 (2)5. Энергетический спектр: энергия молекул;- правила отбора для оптических переходов.6. Оптические переходы:- электроннo-колебательные, колебательные, колебательно

Слайд 118Рентгеновский спектр излучения (1)

Рентгеновский спектр излучения (1)

Слайд 119Рентгеновский спектр излучения (2)

Рентгеновский спектр излучения (2)

Слайд 122Характеристические рентгеновские спектры (1)

Характеристические рентгеновские спектры (1)

Слайд 123Закон Мозли

Закон Мозли

Слайд 124 Молекулярные спектры
Правила отбора:
еl. : ΔL=±1, ΔS=0, Δj =0, ±1;


vib. : Δv=v"-v'=±1,(v'≥0);
rot. : Δj=j"-j'= ±1 (гетер.), ±2 (гомояд.),

(j', j" 0).
Энергия радиационного перехода:
ħω=ΔEe+ΔEv+ΔEr;
ΔEe» ΔEv» ΔEr (v"→v', j"→j'+Δj);
ΔEv/ΔEe~(me/M)0.5~10-2; ΔEr/ΔEv~ (me/M)~10-4.
ħω=ΔEe+ħωvΔv(1-κ(Δv+2v'+1))+ħ2/(2MIv)Δj(Δj+2j'+1).




Молекулярные спектры Правила отбора: еl. : ΔL=±1, ΔS=0, Δj =0, ±1; vib. : Δv=v

Слайд 125Потенциальная энергия и спектр уровней энергии двухатомной молекулы

Потенциальная энергия и спектр уровней энергии двухатомной молекулы

Слайд 127Образование электронно-колебательных полос в спектре двухатомных молекул

Образование электронно-колебательных полос в спектре двухатомных молекул

Слайд 128а) Электронно-колебательные полосы
(∆Ee, ∆Ev ≠0).


0

ωe1

ωe2 ω
а) Электронно-колебательные полосы (∆Ee, ∆Ev ≠0). 0

Слайд 129 б) Колебательная полоса (∆Ee=0).


0

λe λ


в) Колебательно - вращательная полоса.
(ΔEe=0, ΔEv≠0).

ω=Δωv; Δωr=2Br(гетер.); 4Br(гомояд.).


0 Δωr ω0 ω

б) Колебательная полоса (∆Ee=0). 0

Слайд 132г) Вращательная полоса (∆Ee=0; ∆Ev=0;).


0 Δωr

ω
∆wr= 2Bv(гетер.); ∆wr=4Bv(гомояд.).



г) Вращательная полоса (∆Ee=0; ∆Ev=0;). 0 Δωr

Слайд 133Лекция 11
1. Магнитный момент атома.
2. Опыт Штерна - Герлаха (1921

г.).
3. Векторная модель моментов. Фактор
Ланде.
4. Эффект Зеемана (1896 г.).
5. Эффект

Пашена - Бака (1912 г.).
6. ЭПМР (Завойский -1944 г.).
7. Демонстрации: 5 Int, ZEEM.

Лекция 111. Магнитный момент атома.2. Опыт Штерна - Герлаха (1921 г.).3. Векторная модель моментов. ФакторЛанде.4. Эффект Зеемана

Слайд 136Атом в магнитном поле


Атом в магнитном поле

Слайд 137Образование поляризованных компонент в эффекте Зеемана

Образование поляризованных компонент в эффекте Зеемана

Слайд 138Нормальный эффект Зеемана

Нормальный эффект Зеемана

Слайд 144Лекция 12 Атом в электрическом поле (эффект Штарка).
|∆WE| ~ (pe.E+

κE2/2) » ∆WLS.
∆WE = A.E + B.E2 + C.E3 +

…;
A = 3ħ2n∆n/(2meZ);
∆n= -n+1,…,n -1; ∆m= 0, ±1.
pe E (σ-компоненты) , pe║E (π-компоненты).
pe≠ 0 (А≠0) - линейный эффект Штарка
(полярные молекулы);
pe=0 (А=0) квадратичный эффект Штарка
(неполярные молекулы).


Лекция 12 Атом в электрическом поле (эффект Штарка). |∆WE| ~ (pe.E+ κE2/2) » ∆WLS.∆WE = A.E +

Слайд 146Эффект Штарка для атома H
















Эффект Штарка для атома H

Слайд 147 Лекция 13
1. Спонтанное и вынужденное излучение.
Коэффициенты Эйнштейна (1918 г.).
2. Лазеры.

MASER – Басов, Прохоров
(1953г.)*; Таунс, Вебер (1954 г.)*; LASER –
Мейнман

(1960 г.).
3. Трехуровневая схема уровней лазера.
Рубиновый лазер.
4. Ширина спектральных линий. Инверсия
заселенности уровней. Положительная
обратная связь. Отрицательная температура.
Коффициент усиления.
5. Основные свойства лазерного излучения.
6. Демонстрации: 5 Int.
Лекция 13 1. Спонтанное и вынужденное излучение.Коэффициенты Эйнштейна (1918 г.).2. Лазеры. MASER – Басов, Прохоров(1953г.)*; Таунс,

Слайд 152Лекция 14
1. Спектр колебаний кристаллической
решетки.
2. Теория Дебая (1912 г.).
3.

Фононы. Фононные спектры.
4. Статистические распределения: Бозе-
Эйнштейна, Ферми-Дирака, Больцмана.

Лекция 14 1. Спектр колебаний кристаллическойрешетки.2. Теория Дебая (1912 г.).3. Фононы. Фононные спектры.4. Статистические распределения: Бозе-Эйнштейна, Ферми-Дирака,

Слайд 153Колебания двух связанных маятников

Колебания двух связанных маятников

Слайд 154Колебания цепочки связанных маятников

Колебания цепочки связанных маятников

Слайд 158Оптическая и акустическая ветви колебаний одномерной цепочки частиц

Оптическая и акустическая ветви колебаний одномерной цепочки частиц

Слайд 159Эффект Мёссбауэра (1)

Эффект Мёссбауэра (1)

Слайд 160Эффект Мёссбауэра (2)

Эффект Мёссбауэра (2)

Слайд 165Лекция 15 (1)
1. Квантовая теория свободных электронов
в металле.
2. Плотность энергетических

состояний.
3. Зоны Брюллюена.
4. Теплоемкость идеального электронного
газа при низких температурах.
5.

Металлы.
6. Полупроводники(собственные, примесные).
7. Электронная и “дырочная” проводимости.



Лекция 15 (1)1. Квантовая теория свободных электроновв металле.2. Плотность энергетических состояний. 3. Зоны Брюллюена.4. Теплоемкость идеального электронногогаза

Слайд 166Лекция 15 (2)
5. Работа выхода.
6. Контактные и термоэлектрические явления.
Эффект Холла.
7.

Сверхпроводимость – Камерлинг - Оннес
(1911г.)*; Бардин, Купер, Шриффер (1957 г.)*,
Ландау

(1950)*, Боголюбов (1958 г.).
8. Эффект Мейсснера (1932-1933 г.г.).

Лекция 15 (2)5. Работа выхода.6. Контактные и термоэлектрические явления.Эффект Холла.7. Сверхпроводимость – Камерлинг - Оннес(1911г.)*; Бардин, Купер,

Слайд 169Энергетические зоны в металлах

Энергетические зоны в металлах

Слайд 173Заполнение уровней в полупроводниках.

Заполнение уровней в полупроводниках.

Слайд 175Зависимость логарифма удельной электропроводности металлов от обратного значения температуры

Зависимость логарифма удельной электропроводности металлов от обратного значения температуры

Слайд 176Эффект Холла (1)

Эффект Холла (1)

Слайд 177Эффект Холла (2)

Эффект Холла (2)

Слайд 178Эффект Холла (3)

Эффект Холла (3)

Слайд 179Работа выхода (1)

Работа выхода (1)

Слайд 180Работа выхода (2)

Работа выхода (2)

Слайд 181Контактная разность потенциалов

Контактная разность потенциалов

Слайд 182Энергетические уровни зоны проводимости

Энергетические уровни зоны проводимости

Слайд 183Вакуумный диод

Вакуумный диод

Слайд 184Вольт-амперные характеристики вакуумного диода

Вольт-амперные характеристики вакуумного диода

Слайд 185Температурная зависимость тока насыщения вакуумного диода

Температурная зависимость тока насыщения вакуумного диода

Слайд 186Схема кенотрона (двойного диода)

Схема кенотрона (двойного диода)

Слайд 187Зависимость силы тока от времени для кенотрона

Зависимость силы тока от времени для кенотрона

Слайд 188Временная зависимость переменного тока, прошедшего через двойной диод

Временная зависимость переменного тока, прошедшего через двойной диод

Слайд 189Схема триода

Схема триода

Слайд 190Сеточная характеристика триода

Сеточная характеристика триода

Слайд 191Контактная разность потенциалов (1)

Контактная разность потенциалов (1)

Слайд 192Контактная разность потенциалов (2)

Контактная разность потенциалов (2)

Слайд 193Контактная разность потенциалов (3)

Контактная разность потенциалов (3)

Слайд 194Контактная разность потенциалов (4)

Контактная разность потенциалов (4)

Слайд 195Контактная разность потенциалов (5)

Контактная разность потенциалов (5)

Слайд 196Термоэлектрические явления (1)

Термоэлектрические явления (1)

Слайд 197Термоэлектрические явления (2)

Термоэлектрические явления (2)

Слайд 198Дырочная проводимость (1)

Дырочная проводимость (1)

Слайд 199Дырочная проводимость (2)

Дырочная проводимость (2)

Слайд 200Условие равновесия носителей тока в полупроводнике

Условие равновесия носителей тока в полупроводнике

Слайд 201Потенциальная энергия p-n перехода

Потенциальная энергия p-n перехода

Слайд 202Вольт-амперная характеристика в пропускной зоне полупроводника

Вольт-амперная характеристика в пропускной зоне полупроводника

Слайд 203 Зависимость силы тока, текущего через переход, от времени при гармоническом

изменении напряжения от времени

Зависимость силы тока, текущего через переход, от времени при гармоническом изменении напряжения

Слайд 204Схема транзистора p-n-p типа

Схема транзистора p-n-p типа

Слайд 205Потенциальная энергия электронов и дырок при отсутствии смещающего напряжения и

входного сигнала

Потенциальная энергия электронов и дырок при отсутствии смещающего напряжения и входного сигнала

Слайд 206Лекция 16 (1)
1. Физика ядра атома (состав, характеристики):
- эарядовое число;
-

массовое число;
- обозначения;
- изо-ядра;
- размеры;
- капельная и оболочечная модели;
- спин;
-

масса и энергия связи;
- синтез и деление;
- сильное взаимодействие;
- ядерные реакции, радиоактивность.
Лекция 16 (1)1. Физика ядра атома (состав, характеристики): - эарядовое число; - массовое число; - обозначения; - изо-ядра; - размеры; - капельная и

Слайд 207Лекция 16 (2)
2. Дефект массы.Удельная энергия связи
элементов.
3. Виды радиоактивных процессов

(α, β,γ, р,
спонтанное деление).
4. Закон радиоактивного распада.
5. Кварковая модель адронов.

Особенности
кварков – Гелл-Манн, Цвейг (1964 г.).
6. Эффект Мёссбауэра.
7. Схема уран - графитового реактора.
8. Схема атомной электростанции.
9. Схема термоядерной установки Токамак.
10. Демонстрации: 5 Int, FORM, MONTE, NUCLEUS,
NREACT.
Лекция 16 (2)2. Дефект массы.Удельная энергия связиэлементов.3. Виды радиоактивных процессов (α, β,γ, р,спонтанное деление).4. Закон радиоактивного распада.5.

Слайд 211Потенциальная барьер при α-распаде

Потенциальная барьер при α-распаде

Слайд 212Энергетический спектр электронов, испускаемых при β-распаде

Энергетический спектр электронов, испускаемых при β-распаде

Слайд 213К понятию эффективного сечения

К понятию эффективного сечения

Слайд 214Зависимость сечения захвата нейтрона ядром 238U

Зависимость сечения захвата нейтрона ядром 238U

Слайд 215 Относительный выход осколков разной массы, возникающих при делении 238U медленными

нейтронами

Относительный выход осколков разной массы, возникающих при делении 238U медленными нейтронами

Слайд 216Схема устройства атомной бомбы

Схема устройства атомной бомбы

Слайд 217Схема деления 235U

Схема деления 235U

Слайд 221Лекция 16 (3)
1. Элементарные частицы.
2. Систематика элементарных частиц:
- бозоны, фермионы;
-

“переносчики” взаимодействия;
- лептоны;
- адроны (мезоны, барионы, резонансы);
- частицы и античастицы.
3.

Законы сохранения.
4. Странность, чётность, изотопический спин.
Законы сохранения S, P, T.
5. Свойства кварков.




Лекция 16 (3)1. Элементарные частицы.2. Систематика элементарных частиц: - бозоны, фермионы; - “переносчики” взаимодействия; - лептоны; - адроны (мезоны, барионы, резонансы); -

Слайд 222 Систематика элементарных частиц (1)
1. Бозоны, фермионы.
2. Время жизни:
- стабильные (γ,

p, e, );
- квазистабильные (τ ~10-20 c);
- резонансы

(τ ~10-23 c).
3. Переносчики взаимодействия:
- фотоны γ (эл. - магн. взаимодействие );
- W -, Z - бозоны (слабое взаимодействие );
- глюоны (сильное взаимодействие );
- гравитоны (гравит. взаимодействие );

Систематика элементарных частиц (1) 1. Бозоны, фермионы.2. Время жизни: - стабильные (γ, p, e, ); - квазистабильные

Слайд 230Декаплет резонансов

Декаплет резонансов

Слайд 231Таблица типов (“ароматов”) кварков



Масса, Мэв

Таблица типов (“ароматов”) кварковМасса, Мэв

Слайд 232Таблица типов (“ароматов”) кварков



Масса, Мэв

Таблица типов (“ароматов”) кварковМасса, Мэв

Слайд 233Взаимодействие между нуклонами

Взаимодействие между нуклонами

Слайд 234Захват виртуального π+ мезона

Захват виртуального π+ мезона

Слайд 235γ-распад

γ-распад

Слайд 236Искровая камера

Искровая камера

Слайд 237
Систематика элементарных частиц (2)
Время распада:
а) на лептоны - τ

~ 10-10-10-19 c;
б) на резонансы - τ ~ 10-25

с.
4. Лептоны – частицы, не участвующие в
сильном взаимодействии. Спин равен 1/2.
Участвуют в слабых взаимодействиях и (кроме
нейтрино) в электромагнитных. Нет
внутренней структуры.

Систематика элементарных частиц (2)Время распада: а) на лептоны - τ ~ 10-10-10-19 c; б) на резонансы -

Слайд 238Систематика элементарных частиц (3)
5. Адроны - участвуют в сильных
взаимодействиях.
Могут участвовать

в слабых и электромагнитных
взаимодействиях. Делятся на:
а) Мезоны: S=0;1(бозоны), время

жизни: τ ~10-23c;
б) Барионы: S - полуцелый (фермионы), m≥mp ;
подразделены на нуклоны, гипероны и
резонансы.

Систематика элементарных частиц (3)5. Адроны - участвуют в сильныхвзаимодействиях.Могут участвовать в слабых и электромагнитныхвзаимодействиях. Делятся на: а)

Слайд 239Частицы и античастицы (1)
1. Каждой частице соответствует своя античастица,
отличающаяся

зарядом (электрическим,
барионным, лептонным, странностью), если он не
ноль, сохранением которого обусловлен

закон.
2. Некоторые частицы и античастицы подобны:
γ, π0, μ0 –мезоны.
3. Законы сохранения:
Е=соnst. (энергия);
P=cоnst. (импульс);
M=соnst. (момент импульса);
В =соnst. (барионный заряд);
Q =соnst. (электрический заряд);
Le, Lμ, Lτ = const (лептонный заряд);
S=const (cпин).
Частицы и античастицы (1)1. Каждой частице соответствует своя античастица, отличающаяся зарядом (электрическим,барионным, лептонным, странностью), если он неноль,

Слайд 240Частицы и античастицы (2)
4. Заряды – целочисленны. (B=0, ±1 -

барионы,
антибарионы).
p+p → p+p+p+

.
5. Лептонные заряды: L(e, νe), Lμ (μ, νμ) – лектроны
и мюоны, Lτ(τ, ντ) – (тауонный) нейтрино.
6. Число лептонов и антилептонов сохраняется:
Le= Lμ= Lτ=±1 (+1 - лептоны : e-, μ-, τ -, νe , νμ , ντ ;
-1 - антилептоны: e+, C+, τ +, e , μ , τ ).
7. Для остальных частиц лептонные заряды L=0.
n → p+e-+ νe .
8. Неразрешенные процессы:
νe+ p → e++n; νμ + p→ μ++n.
Разрешенные процессы:
e+ p → + e++ n; νμ + p→ μ++n.



Частицы и античастицы (2)4. Заряды – целочисленны. (B=0, ±1 - барионы, антибарионы).

Слайд 241Частицы и античастицы (3)
9. Частицы и античастицы рождаются при взаимо-


действии адронов высоких энергий; время жизни -
на 13 порядков больше;

рождаются парами.
Странность не сохраняется при реакциях в слабых
взаимодействиях, может сохраняться в сильных и
электромагнитных взаимодействиях.
10. C - Шарм (очарование); b - красота (beauty –
прелесть): аналоги кв. числа странности S. Характе-
ристика для сильных и электро-магнитных взаимо-
действий.
11. Четность (P=±1) - свойства при операциях
пространственной, связанной с зеркальным
отражением, инверсии (+ четн.; - нечетн.). Закон
сохранения Четности – четность квантового
состояния не зависит от времени (при отсутствии
слабых взаимодействий).

Частицы и античастицы (3)9. Частицы и античастицы рождаются при взаимо- действии адронов высоких энергий; время жизни -на

Слайд 242Частицы и античастицы (4)
Если Ψ-функция не меняет знак при
пространственной инверсии,

P=+1. Если Ψ-
функция меняет знак при пространственной
инверсии, P= -1. Для

слабых взаимодействий
(β –распад ядер, К0→π++π-).
12. Изотопический спин -T (для сильно взаимо-
действующих частиц – адронов), мультиплет-
ность равна 2T+1 (большему Тz соответствует
частица с большим Q); Тz – проекция изотопи-
ческого спина в воображаемом Т пространстве.
Близкие по физическим свойствам частицы
объединяются в мультиплеты.


Частицы и античастицы (4)Если Ψ-функция не меняет знак припространственной инверсии, P=+1. Если Ψ-функция меняет знак при пространственнойинверсии,

Слайд 243Частицы и античастицы (5)
Отличаясь электрическим зарядом, частицы
имеют

одинаковые характеристики: m, B, s, S, P.
Изотопическая независимость.

Примеры: p, n - нуклоны; π-, π+, π0 – мезоны;
Σ-, Σ+, Σ0 -гипероны.
Большему изотопическому спину Тz соответствует
частица с большим Q.
Пример: p, n - нуклоны: Тz=1/2 (p); Тz=-1/2 (n);
Тz=+1(π+); Тz=-1(π-); Тz=0(π0).
Законы сохранения:
а) Сильные взаимодействия: Т и Тz = const;
б) Электромагнитные взаимодействия: Тz= const;
в) Слабые взаимодействия: Т и Тz , как правило,
равны сonst.


Частицы и античастицы (5) Отличаясь электрическим зарядом, частицыимеют одинаковые характеристики: m, B, s, S, P.

Слайд 244Свойства кварков (1)
“Цвет кварка”: для каждого аромата введено
три цвета

- красный, голубой, жёлтый (их
смесь - бесцветна).
“Цвет антикварка”- дополнительный,

так что
пара кварк-антикварк – бесцветна.Тем самым
устраняется противоречие с принципом Паули.
Сильное взаимодействие между кварками
обеспечивается безмассовыми частицами –
глюонами. Глюоны – кванты энергии поля,
которое создает кварки и которое на них же
воздействует.
При испускании и поглощении глюонов “цвет”
кварков изменяется, но “аромат” сохраняется.



Свойства кварков (1) “Цвет кварка”: для каждого аромата введенотри цвета - красный, голубой, жёлтый (ихсмесь - бесцветна).

Слайд 245Свойства кварков (2)
При рассеянии электронов на нуклонах и

других адронах, электроны ведут себя так, как будто бы они

рассеиваются на зарядах Q=2e/3, Q=-e/3, не имеющих структуры. Примеры: p(1/2) ~ u,u,d (↑↓↑); n(1/2) ~ u,d,d (↑↓↑);
Ω-(3/2) ~ s,s,s (↑↑↑). Кварков в свободном виде не обнаружено. Кварк, получивший энергию от электрона, не вылетает из адрона, а затрачивает свою энергию на создание новых кварк – антикварковых пар, т.е., на создание новых адронов (мезонов).

Свойства кварков (2) При рассеянии электронов на нуклонах и других адронах, электроны ведут себя так, как

Слайд 246Зеркальная инверсия (1)

Зеркальная инверсия (1)

Слайд 247Зеркальная инверсия (2)

Зеркальная инверсия (2)

Слайд 248Зеркальная инверсия (3)

Зеркальная инверсия (3)

Слайд 249Области собственных значений энергии

Области собственных значений энергии

Слайд 250Состояние вакуума и рождение пары электрон-позитрон

Состояние вакуума и рождение пары электрон-позитрон

Слайд 251Распад мюона

Распад мюона

Слайд 252Реакция антинейтрино с протоном

Реакция антинейтрино с протоном

Слайд 253Схема установки для фиксации антинейтрино

Схема установки для фиксации антинейтрино

Слайд 254Октет, объединяющий нуклоны

Октет, объединяющий нуклоны

Слайд 255Лекция 16 (3) - факультативно
6. Великое объединение. Теория всего.
7. Великий

взрыв. Сценарий эволюции
Мета-Галактики.
8. Прогноз потребления энергетических
источников.
9. Демонстрации: 5 Int.

Лекция 16 (3) - факультативно6. Великое объединение. Теория всего.7. Великий взрыв. Сценарий эволюцииМета-Галактики.8. Прогноз потребления энергетическихисточников.9. Демонстрации:

Похожие презентации

Силицкие Силицкие 238
Школьная медиация Школьная медиация 331
Уїнстон Черчилль Уїнстон Черчилль 207
Основные способы получения промежуточных температур Основные способы получения промежуточных температур 491
Лепка Батон Лепка Батон 238
Решение задач Решение задач 124
Мир в начале Нового времени. Техническое развитие и Великие географические Мир в начале Нового времени. Техническое развитие и Великие географические 273
Если мы делаем классику Если мы делаем классику 215
Комитет по образованию Санкт-Петербургское государственное Комитет по образованию Санкт-Петербургское государственное 212
Идейные течения и п олитические партии Идейные течения и п олитические партии 351
Раздел 3. Оценка качества геологической модели Т ема лекции №8 (3.1): КОНТРОЛЬ Раздел 3. Оценка качества геологической модели Т ема лекции №8 (3.1): КОНТРОЛЬ 275
Загадки, стихи, считалки, Физкультминутки для детей с таршего дошкольного в Загадки, стихи, считалки, Физкультминутки для детей с таршего дошкольного в 201
Эпоха возрождения Эпоха возрождения 179
ИСТОРИЧЕСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ 407
Я и мамочка моя! Признание… Я и мамочка моя! Признание… 241
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС ҚОНАҚ ҮЙ ҚЫЗМЕТІНІҢ ТИІМДІЛІГІ - ҚЫЗМЕТ САПАСЫ: ТАЛДАУ ЖӘНЕ ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС ҚОНАҚ ҮЙ ҚЫЗМЕТІНІҢ ТИІМДІЛІГІ - ҚЫЗМЕТ САПАСЫ: ТАЛДАУ ЖӘНЕ 540
"Героям Сталинградской битвы посвящается" 228
Двигательная система Двигательная система 399
ПТЭ, инструкции и безопасность движения ПТЭ, инструкции и безопасность движения 402
Организация профилактических мероприятий - основа в обеспечении безопасности образовательного процесса Организация профилактических мероприятий - основа в обеспечении безопасности образовательного процесса 577

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика