ВОПРОСЫ К ПОВТОРНОМУ ЭКЗАМЕНУ ПО КУРСУ «АТОМНАЯ ФИЗИКА» (3 семестр)

1. Дайте определение тепловому излучению и перечислите остальные виды свечения.
2. Запишите законы Стефана-Больцмана и Вина.
3. Запишите формулу Планка для плотности энергии на интервал частот.
4. Эффект Комптона. Комптоновская длина волны.
5. Боровский радиус: определение, формула, численное значение.
6. Уравнение Шредингера. Смысл стационарного состояния в квантовой механике.
7. Запишите коэффициенты отражения и прохождения частицы через потенциальный барьер.
8. Запишите электронную конфигурацию для атома железа.
9. Дайте основные характеристики молекулярных спектров.
10. Характеристики атомного ядра. Зависимость радиуса ядра от массового числа.
11. Получите закон радиоактивного превращения.
12. Запишите реакции с участием нейтрино.
13. До какого максимального потенциала зарядится изолированный цинковый шарик при облучении его электромагнитным излучением длиной волны 140 нм?
14. Электрон находится в одномерном потенциальном ящике шириной l на одном из энергетических уровней. Найти среднее значение <x> координаты электрона (0<x<l).
15. Вычислить полную энергию Е, орбитальный момент импульса L и магнитный момент μ_L электрона, находящегося в 2р-сосстоянии в атоме водорода.

ИЛИ

1. Сформулируйте закон Кирхгофа.
2. Ультрафиолетовая катастрофа: следствие теории (какой, запишите формулу) или экспериментальный факт (постройте график зависимости равновесной плотности излучения от длины волны).
3. Основные свойства фотоэффекта, формула Эйнштейна.
4. Закономерности в атомных спектрах, обобщенная формула Бальмера.
5. Принцип неопределённости Гейзенберга, энергия и импульс квантовой частицы.
6. Запишите собственные значения энергии для частицы, находящейся в бесконечно глубокой одномерной потенциальной яме и её вероятность нахождения вблизи стенок.
7. Гиромагнитное отношение, магнетон Бора.
8. Приведите основные правила распределения электронов по энергетическим уровням атома.
9. Дайте определение тормозному и характеристическому излучению. Запишите формулу Мозли.
10. Основные свойства лазерного излучения. Характерные черты нелинейной оптики.
11. Основные свойства ядерных сил.
12. Перечислите методы регистрации частиц.
13. Перечислите основные группы элементарных частиц, и дайте этим группам определения.
14. 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).
15. Энергия ионизации (связи) внешнего электрона атома натрия равна 8,26 эВ. а) Определить «эффективный заряд ядра» Z_эфф для этого электрона. б) Оценить средний радиус орбиты.
16. Вычислить спиновый момент импульса μ_S электрона и проекцию μ_S,Z этого момента на направление внешнего магнитного поля.

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.

ПОСЛЕДНЕЕ БОЕВОЕ ЗАДАНИЕ

В.А.Трапезников


После последнего ранения в живот 15 июля 44 года в Литве, выйдя из госпиталя, я был зачислен командиром орудия в 76 отдельный гвардейский истребительный противотанковый артиллерийский дивизион 71-ой гвардейской стрелковой дивизии на первом прибалтийском фронте.

Довольно скоро мне крупно неповезло, мою пушку- 76 мм (ЗИС-3 образца 42 года) раздавил королевский тигр, и я остался безлошадником. Единственным не раненным из всего расчета.

Меня назначили командиром отделения разведчиков при дивизионе. В отделении я был единственным человеком. С заданием внимательно наблюдать пред фронтом стрелкового батальона за появлением новых огневых точек. День был ясный солнечный (25 февраля 1945 года в Латвии, недалеко от Либавы).

Несколько часов внимательного наблюдения не дали никаких результатов. Наконец повезло: я увидел перемещающийся по горизонту ствол поваленного дерева. И мигом сообразил, что это поворачивается башня танка. Всмотревшись в этот лесок повнимательнее, я обнаружил еще 3 танка. Эту информацию я немедленно сообщил командиру стрелкового батальона в распоряжении которого оказался. Он выдал мне боевое задание: доставить эту информацию начальнику артиллерии дивизии, с тем, чтобы подавить выявленные огневые точки. Они бы могли успешно сорвать готовящуюся атаку батальона. Командир батальона добавил: « Прямо в тыл не ходи, видишь лежат двое убитых связистов (им совсем немного оставалось до вершины холма)». Я спросил, а как же мне туда за холм перебраться. капитан ответил: «Задание получили, выполняйте!» К этому времени я уже имел 4-ый маск-халат. Он был еще совсем чистенький и здорово сливался с белым снегом, что подтолкнуло меня спустится в низинку (на нейтральную полосу), которая не очень хорошо просматривалась с немецкой стороны. Вначале все шло просто замечательно, я трусцой бежал по «нейтралке» приближаясь к повороту за гряду холмов ведущему прямехонько в наш тыл, но это место располагалось как раз напротив замеченных мною 4-х танков. Они меня увидели, и первый снаряд разорвался позади меня метрах в пятнадцати. Рядом была воронка с водой покрытая льдом, впереди метрах в пяти виднелась сухая глубокая воронка. Я подумал (как бывший артиллерист), что второй снаряд будет вперед и вправо, а до третьего выстрела я успею забраться в сухую воронку. Но немецкий танкист оказался хорошим наводчиком. Второй снаряд взорвался метрах в двух, сильный удар и я оказался в ледяной воде. Температура была градусов 10 мороза. Вынырнув, я сообразил, что нужно на некоторое время затаиться, что танкисты решили, что я убит и потеряли ко мне интерес. Так и вышло, немного выждав, я начал потихонечку выползать из воронки. Нога была явно сломана, из рваных ран шла кровь. И пополз по направлению к своей передовой. Было очень тяжело, намокшая одежда, гранаты на поясе цепляются, автомат, саперная лопатка. Сил уже не было. Я решил немножко передохнуть (сказывалась крупная потеря крови). В то же время сознавал, что нужно поспешить и выползать пока еще остались силы.

Вдруг я услышал голос совсем близко, еще немножко «славянин» и увидел метрах в пятнадцати впереди приподнявшуюся из щели боевого охранения каску. Как оказалось, это был младший лейтенант артиллерист с ординарцем. Они тоже высматривали цели на передовой к готовящейся атаке.

Эти 15 метров дались мне очень тяжело. Пришлось оставить гранаты, лопатку, в конце концов и автомат. И все равно ползти уже сил не было. А бушлат снять не мог. Младший лейтенант приободрял меня как мог и ласковыми словами и матом. И когда я был уже совсем рядом, они вытянули руки и за шиворот затащили меня в щель. Как оказалось, кроме сломанной голени у меня еще была рваная рана на бедре. Они перевязали меня своими сан.пакетами., и мой мокрый тут тоже пригодился. Когда я рассказал им о задании они внимательно осмотрели лесок и тоже увидели эти 4 танка. Младший лейтенант сказал жди, мы тебя выручим. И поползли в тыл, передать информацию. Я ждал, горячка прошла, и я начал замерзать, видно сказывалась большая потеря крови. Я на всякий случай вынул из кармана парт билет и запихнул его под сучки на которых лежал. Примерно через час раздался страшный рев, грохот. Это катюши били по лесочку с танками. Мне ужасно хотелось, что там получилось, но я лежал на дне щели, видно ничего не было, а подняться не было сил. Прошло часа два, и я услышал знакомый рев Доджа ¾, автомобиль который был основным средством перемещения наших 76 мм-ых пушек. Выскочили двое наших же батарейцев, схватили меня и быстро закинули в кузов. Я все-таки успел рассмотреть краем глаза, что лесочка как не бывало, только остатки танков еще дымились. И машина понеслась по заснеженному полю, увозя меня в тыл. Там меня встретил командир дивизиона гвардии майор Ромашко Игнатий Куприянович (г. Тернополь), который сказал – «Молодец!» и распорядился быстро отправил меня в санбат.

Откуда черпается наука

Наиболее часто используемые мной интернет ресурсы


1. Institute of Physics and IOP Publishing (журналы: Journal of Physics: Condensed Matter, Nanotechnology, New Journal of Physics)

2. База данных: Inspec – Publications

3. Журналы AIP (Американский Институт Физики): Physics Today

4. Книги и журналы Springer

5. Журналы издательства «Эльзевир» ScienceDirect (Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena)

6. Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU (рефераты и русскоязычные издания)

О ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ КОНДЕНСИРОВАННЫХ СРЕД

КОНСТИТУЦИЯ МОЛОДОЙ СЕМЬИ

Статья 1


Супруги имеют право соединить свои дороги жизни и создать крепкую семью.

Статья 2

Жена является высшим законодательным, исполнительным органом, председателем в доме, а муж - ее заместитель.

Статья 3

Жена является министром финансов, торговли, пищевой промышленности, здравоохранения, внешних связей, культуры.

Муж является министром обороны, монтажно-строительных работ, электрификации.

Статья 4

Жена имеет право на отдых.

Муж имеет право на труд.

Статья 5

Жена имеет право утверждать семейный бюджет.

Муж имеет право использовать часть утвержденного женой семейного бюджета для расширения своего кругозора, поддержания теплых и дружеских связей с товарищами (с разрешения жены).

Статья 6

Жена обязана готовить мужу легкий ужин.

Муж обязан есть из ее рук, даже отраву.