Основные положения квантовой механики

Введение

1. Краткая историческая справка. К!Модели атома. Опыты Резерфорда. Резерфордовское рассеяние. Значение опытов Резерфорда. Ядерные и оболочечные свойства вещества. Сив.9. Шп1.23,26-28.

2. Основные термины атомной физики. Атом, молекула, ион. Нуклид. Изотопы. Моль, постоянная Авогадро, атомная единица массы, относительная атомная масса. Массовое число. Электронвольт. Масштабы расстояний, масс, энергий, частот в атомной и ядерной физике. Шкала электромагнитных волн. Вихм.Гл.1,2.

3. Классическая, релятивистская и квантовая физика. Основные полложения механики Ньютона.К! Формулы релятивистской механики частицы. Вихм.Гл.1,2.

Развитие квантовых представлений (ПФА1стр.1-5)

4. Квантовая гипотеза Планка.К! Формула Планка. ЛП.7-8. Сив.1п1-2. Шп1.89.

5. Фотоэффект. Кванты света. Энергия и импульс фотона. ЛП.7-8. Сив.1п3-5. Шп1.117. Эффект Комптона.К! Пр. Сив.2,3. Шп1.123-127.

6. Квантование электромагнитного излучения по Эренфесту и Дебаю. ЛП 7-8. Осцилляторы электромагнитного поля и фотоны.К! Вывод формулы Планка на основе представлений об осцилляторах электромагнитного поля. ПР. ПФА17.стр.262-267.

7. Постулаты Бора.К!Кратность вырождения уровня. Связь комбинационного принцип Ритца и условия частот Бора. ЛП.32-37,44-45. Шп1.90,103-105,111. Опыты Франка и Герца. ЛП.24-27. Шп1.91-93,97. Сив.11,14,16. Представление о ФЭС и СЭУ. Шп1.94,95.

8. Боровская модель круговых орбит для водородоподобного атома. Параметры круговых орбит. Уровни энергии водородоподобного атома. Спектральные серии атома водорода. Учет движения ядра в модели Бора. Оценки энергий связи и размеров орбит для внутренних электронов атомов и для экзотических атомных систем. К!ЛП.37-40.Сив.13.Шп1.103-104,105-109.

9. Нарушение резонанса между поглощением и испусканием света из-за явления «отдачи». Шп1.129.

10. Изотопический сдвиг уровней. Представление о разделении изотопов с помощью лазеров. ПФА17. стр.268-272.

11. Представление о модели эллиптических орбит Бора-Зоммерфельда. Шп1.113,115.

12. Гипотеза Де-Бройля. Опыты Дэвиссона и Джермера. Сив.17,18. Ш1.140,142. Представление об электронографии. Метод Томсона. Сив.17,18. Шп1.140,142.145. ЛП.46-53.

13. Связь длины волны и частоты для волн Де-Бройля. Плоская монохроматическая волна Де-Бройля. Волновое уравнение для волн Де-Бройля. Сив.17,18,19.1. Шп1.152.

14. Квантовая дифракция. Сосуществование корпускулярных и волновых свойств у микрообъектов.К! Вероятностная интерпретация волн Де-Бройля. Состояния с определенными и неопределенными значениями микрообъектов. Сив.19. Шп1.147. Фейнман т.3, Гл.37-38.

Основные положения квантовой механики

15. Ньютонова механика и нерелятивистская квантовая механика частицы. К!Волновая функция и ее вероятностная интерпретация. Нормировка волновой функции. Собственные состояния и собственные значения физических величин и способ их нахождения с помощью операторов. Оператор координаты. К!Оператор проекции импульса. Операторы кинетической, потенциальной и полной энергии. Операторы проекций момента импульса. Сив.30. Шп2. 6-8,13,15,16.

16. Собственные значения и собственные функции оператора проекции импульса и оператора проекции момента импульса. Сив.30, 31п1-3. Шп2.54.

17. Принцип суперпозиции в квантовой механике.Вероятностная интерпретация суперпозиционных коэффициентов. Анализ квантового состояния. К!Сив.30. Шп2.6-8,13-16.

18. Основные положения квантовой механики одной частицы. К!Сив.30. Шп2.6-8, 13-16.

19. Средние значения физических величин и отклонения от них. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Шп2.17,20, Сив.20,30.

20. Стационарные и нестационарные состояния. Нестационарное и стационарное уравнение Шредингера. Сив.21,30. Шп2.21. ПФА 6. стр.65-67.

21. Одномерные задачи квантовой механики. Сопоставление с одномерными задачами в классике.Решение одномерного уравнения Шредингера на участке с постоянным потенциалом. ПФА6.стр.68-69.

22. Задача о потенциальной ступеньке в квантовой механике. Поведение волновой функции в точках, где потенциальная энергия терпит разрыв К!Шп1.153. Шп2.47. Сив.28.1-8. Пр. ПФА6.стр.69-71.

23. Прямоугольные потенциальные ямы конечной и бесконечной глубины. К!Пр. Шп2.48. Сив.24.

24. Линейный гармонический осциллятор. Сив.23, Шп1.158,159. Потенциал, моделирующий взаимодействие атомов.К! ЛП.179.

25. Три квантовомеханические задачи с потенциальным барьером. Туннельный эффект. Нестационарные состояния электрона в потенциальной яме, разделенной барьером. К!Понятие о квазидискретных уровнях. К!Пр. Шп1.154.

26. Итоги решения набора одномерных квантовых задач. Связь характера спектра энергии с финитностью движения частицы.К!Шп1.42. Сив.22. ЛП.

27. Эффект Рамзауэра и его качественное объяснение с использованием результатов решения одномерных квантовых задач. ПФА7.стр.80-90.

28. Момент импульса в квантовой механике. Состояния с определенным значением квадрата модуля момента импульса и его проекции. Шп2.51,53-57, Сив.31п1,3,7.

29. Элементарные представления о магнитном моменте.К! Гиромагнитное отношение. Ларморова частота. Опыты Штерна и Герлаха. Сив.35,36. Шп2.69. ПФА18.стр.102-108.

30. Орбитальный и спиновый механический и магнитный моменты электрона. Магнетон Бора. Полный момент. Общая схема сложения механических моментов. Спектроскопические обозначения для моментов. Сложение магнитных моментов. Множитель Ланде. ПФА18.стр.102-108. Сив.32,35,41п 2. Шп2.72. Г.Н.21,22,26.

31. Классический и квантовый подходы в механике системы частиц.К! Тождественные частицы. Фермионы и бозоны. Стационарные состояния системы из двух частиц в потенциальной яме. Принцип Паули (общая формулировка и формулировка для электронов в атоме). Ш2.80-82. Сив.46п3-6.

32. Взаимодействие атома с электромагнитным полем. Спонтанные и вынужденные излучательные переходы. Коэффициенты Эйнштейна. Шп1.98,99,101. Шп2.64.

33. Интенсивность спектральных линий.К! Правила отбора. Шп2.64,65,107. Г.Н. 33. Сив.39. ПФА18.стр.119-122.

34. Время жизни возбужденных состояний. Естественная ширина уровней энергии и спектральных линий. К!Уширение спектральных линий из-за эффекта Доплера и столкновений между атомами. ПФА20.стр.187-193. Шп1.98.