Атомная физика

Основная цель курса:

• сформировать современное представление об объектах микромира и о способах их описания;
• показать студентам необходимость и сделать для них внутренне приемлимым использование аппарата квантовой механики;
• научить их легко определять для каждого конкретного случая условия применимости моделей "волна" или "частица".

В результате изучения курса студенты должны:

1. Твердо знать и уметь применять для решения практических задач и выполнения оценок следующие основные понятия, законы, формулы, количественные характеристики:

1.1. Порядок величины и размерность мировых констант, определяющих структуру микромира (масса и заряд электрона, скорость света, радиус первой боровской орбиты, масса протона, постоянная Планка, потенциал ионизации атома водорода).

1.2. Энергия кванта излучения.

1.3. Энергия боровского уровня с определенным квантовым числом. Потенциал ионизации.

1.4. Квантовые числа n, l, J, S, m и их смысл.

1.5. Формула Планка для излучения и ее предельные случаи.

1.6. Момент количества движения. Его общие свойства, правила квантования. Орбитальный, спиновый, полный моменты.

1.7. Соотношения неопределенностей импульс-координата и энергия-время. (Их разнообразные применения).

1.8. Терм. Комбинационный принцип.

1.9. Де-Бройлевская длина волны в релятивистком и нерелятивистском приближении.

1.10. Принцип Паули. (Обоснование периодической системы элементов).

1.11. Правила отбора для дипольных переходов.

1.12. Вероятность перехода, коэффициенты Эйнштейна.

1.13. Принцип соответствия.

1.14. Векторная модель атома.

2. Четко представлять себе физическое содержание и область применения понятий:

2.1. Оператор физической величины.

2.2. Волновая функция.

2.3. Дипольный переход.

2.4. Волна де-Бройля.

2.5. Электронная конфигурация.

2.6. Спин.

2.7. Спин-орбитальное взаимодействие.

3. Знать основные исторические этапы развития атомной физики:

3.1. Экспериментальные основания теории Бора.

3.2. Сущность теории Бора и время ее создания.

3.3. Гипотезу де-Бройля и ее экспериментальное подтверждение.

3.4. Гипотезу о спине и ее экспериментальное подтверждение.

3.5. Периодическую систему элементов и ее объяснение с позиций атомной физики.

3.6. Уравнение Шредингера.

4. Знать цель, результат, основные конструктивные черты и современное объяснение основополагающих экспериментов атомной физики:

4.1. Опыт Франка и Герца.

4.2. Линейчатые спектры. Комбинационный принцип Ритца.

4.3. Эффект Зеемана в слабых поля.

4.4. Эффект Пашена-Бака ("пересечение уровней").

4.5. Эффект Штарка.

4.6. Опыт Штерна и Герлаха.

4.7. Опыт Эйнштейна и де Гааза.

4.8. Опыты по дифракции электронов на кристаллах.

4.9. Рентгеновские спектры.

Составила профессор КИИСиФЭ Луизова Л.А.