Перечень контрольных вопросов для проведения экзамена (3 семестр)

1. Электромагнитные волны и их свойства. Дифференциальное уравнение электромагнитной волны. Энергия волн. Поток энергии. Вектор Умова-Пойтинга.
2. Световая волна. Интерференция света. Когерентность (временная и пространственная) и монохроматичность световых волн. Условия максимума и минимума интенсивности при интерференции.
3. Разрешающая способность оптических приборов.
4. Понятие о голографии.
5. Дисперсия света. Области нормальной и аномальной дисперсии. Электронная теория дисперсии.
6. Понятие о поляризации света, виды поляризации. Способы получения поляризационного света.
7. Тепловое излучение. Основные характеристики теплового излучения. Законы теплового излучения: Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина. Абсолютно черное тело.
8. Квантовая гипотеза и формула Планка. Связь формулы Планка с классическими законами теплового излучения. Понятие об оптической пирометрии.
9. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения. Внешний фотоэффект. Давление света. Эффект Комптона и его теория.
10. Развитие представлений о строении атома. Модель атома Резерфорда-Бора.
11. Гипотеза и формула де Бройля. Экспериментальное подтверждение гипотезы де Бройля.
12. Соотношение неопределенностей как проявление корпускулярно-волнового дуализма. Принцип причинности в квантовой механике. Ограниченность механического детерминизма.
13. Волновая функция и её статистический смысл. Общее уравнение Шредингера. Стационарное состояние. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
14. Частица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме. Волновые функции. Квантовые энергии.
15. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
16. Линейный гармонический осциллятор в квантовой механике.
17. Атом водорода в квантовой механике. Квантовые числа, их физический смысл. Спин электрона, спиновое квантовое число.
18. Принцип Паули. Распределение электронов в атоме по состояниям.
19. Понятие об энергетических уровнях молекул. Спектры молекул.
20.  Электропроводность металлов. Сверхпроводимость.
21.  Расщепление энергетических уровней изолированных атомов и возникновение энергетических зон при образовании кристаллической решетки. Деление материалов на металлы, полупроводники и диэлектрики.
22. Состав и характеристика ядра. Размеры ядер. Свойства и природа ядерных сил.
23. Элементарные частицы. Проблемы современной физики.

Примерные задачи к экзаменационным билетам (3 семестр)

     1.     Написать формулы электронного строения атомов: алюминия и кремния.

2.    Вычислить спиновый момент импульса μ_S электрона и проекцию μ_S,Z этого момента на направление внешнего магнитного поля.

3.    Вычислить полную энергию Е, орбитальный момент импульса L и магнитный момент μ_L электрона, находящегося в 2р-сосстоянии в атоме водорода.

4.    Электрон находится в одномерном потенциальном ящике шириной l на одном из энергетических уровней. Найти среднее значение <x> координаты электрона (0<x<l).

5.     Энергия ионизации (связи) внешнего электрона атома натрия равна 8,26эВ. а) Определить «эффективный заряд ядра» Z_эфф для этого электрона. б) Оценить средний радиус орбиты.

6.     Оценить относительную ширину Δω/ω спектральной линии, если известны время жизни атома в возбужденном состоянии (τ=10^-8 с) и длина волны излучаемого фотона (λ=0.06 мкм).

7.    Эталон единицы света – кандела – представляет собой полный (излучающий волны всех длин) излучатель, поверхность которого площадью S=1/6*10^{-5 м2} находится при температуре затвердевания платины t=1769 ⁰С при давлении 101 325 Па. Определить мощность Р излучателя.

8.    С какой скоростью движется электрон, если длина волны де Бройля электрона равна его комптоновской длине волны? Как изменится ответ для протона?

9.     До какого максимального потенциала зарядится изолированный цинковый шарик при облучении его электромагнитным излучением длиной волны 140 нм?

10.   При идеальных условиях глаз человека способен ощущать свет, если в него в секунду попадает 100 фотонов длиной волны 550 нм. Какова мощность такого «пучка» света?

11.  Температура Т верхних слоев звезды Сириуса равна 10кК. Определить поток энергии Ф, излучаемый с поверхности площадью S=1км² этой звезды.

12.  Ядро испускает α-частицы с энергией Е=5МэВ. В грубом приближении можно считать, что α-частицы проходят через прямоугольный потенциальный барьер высотой U=10 МэВ и шириной d=5 фм. Найти коэффициент прозрачности D барьера для α-частиц, массу которых принять равной четырём массам протона.