Сделай Сам Свою Работу на 5

Волновые свойства микрочастиц. Гипотеза де-Бройля





Гипотеза де-Бройля. Формулы, связывающие корпускулярные и волновые и характеристики микрочастиц. Опыты Дэвиссона и Джермера, Тартаковского и Томсона. Статистическая интерпретация волн де-Бройля.

Корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц, понятие о его современной трактовке.

Соотношения неопределенностей

Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Анализ их физического содержания; несостоятельность понятия траектории в микромире. Соотношение неопределенностей для энергии и времени и его интерпретация. Естественная ширина спектральных линий.

Вывод соотношений неопределенностей для координат и импульсов, энергии и времени из общего квантовомеханического соотношения неопределенностей.

Волновая функция микрочастицы. Уравнение Шредингера

Понятие о волновой функции микрочастицы; требования, накладываемые на волновую функцию. Уравнение Шредингера. Случай стационарного силового поля. Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния.

Вероятности допустимых значений физических величин.

 

Одномерные задачи квантовой механики

Микрочастица в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме с прямоугольными стенками: постановка задачи, запись конечной формулы для энергии, анализ её физических следствий. Линейный гармонический осциллятор: запись исходного уравнения, его решения для энергии, сравнение квантовомеханического результата с гипотезой Планка. Понятие о туннельном эффекте, его проявления в микромире.



Подробное решение одной из вышеуказанных задач.

 

Спин электрона

Экспериментальные обоснования существования спина у электрона: тонкая (мультиплетная) структура спектральных линий, опыты Штерна иГерлаха, Эйнштейна и де-Гааза. Гипотеза спина; количественные соотношения, характеризующие спиновые механический и магнитный моменты. Природа спина. Объяснение вышеперечисленных опытов на основе гипотезы спина.

Современные представления о спине элементарных частиц.

 

Квантовая механика систем одинаковых микрочастиц

Свойство «атомизма» микрочастиц одного сорта. Принцип тождественности микрочастиц. Симметричные и антисимметричные состояния. Частицы Бозе и частицы Ферми. Принцип запрета Паули и его проявления.



Понятие об обменной энергии как следствии принципа тождественности (на примере атома гелия).

 

Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

Периодический закон элементов Менделеева. Основные положения, на которых базируется квантовомеханическая теория периодической системы элементов. Определения оболочки и подоболочки, расчет максимально возможного числа электронов в оболочках и подоболочках. Объяснение периодического закона в приближении, пренебрегающем взаимодействием между электронами (идеальная схема).

Отличие реальной картины заполнения оболочек и подоболочек от идеальной. Запись выражений для электронных конфигураций некоторых элементов из разных периодов. Лантаноиды, актиноиды и их свойства. Трансурановые элементы.

 

Физика атомного ядра и элементарных частиц

Общие свойства атомных ядер

Ядро как система взаимодействующих протонов и нейтронов. Заряд ядра. Массовое число и масса ядра. Форма и размеры ядер. Изотопы, изобары, изотоны. Энергия связи и дефект массы атомного ядра. Масс-спектральный анализ.

Полуэмпирическая формула Вайцзеккера для энергии связи ядра; физический смысл слагаемых формулы Вайцзеккера. Магические числа. Стабильные и радиоактивные ядра, качественное объяснение стабильности различных ядер.

 

Радиоактивность

Радиоактивность, необходимое условие радиоактивного распада, энергия распада. Закон радиоактивного распада. Постоянная распада, активность радиоактивного препарата, период полураспада и среднее время жизни ядра. Происхождение радиоактивных ядер. Основные типы радиоактивных превращений (альфа-распад, бета-превращения, гамма-излучение, спонтанное деление).



Основные положения квантовомеханической теории альфа-распада. Элементы теории бета-распада. Понятие о слабом взаимодействии. Механизмы и закономерности гамма-излучения ядер.

Модели атомных ядер и ядерные силы

Трудности моделирования свойств атомного ядра. Капельная и простейшая оболочечная модели ядра. Порядок и особенности заполнения ядерных оболочек. Достоинства и недостатки моделей, возможности их применения.

Ядерные силы и их основные свойства. Понятие об обменном взаимодействии и виртуальных частицах, обеспечивающих ядерное взаимодействие. Суть мезонной теории ядерных сил; ее применения и достижения.

 

Ядерные реакции. Деление ядер

Понятие ядерных реакций. Особенности сечений реакций для заряженных и нейтральных налетающих частиц. Механизмы ядерных реакций. Спонтанное и вынужденное (под действием нейтронов) деление ядер. Основные условия протекания цепной реакции. Устройство и принцип работы реактора на тепловых нейтронах. Основные типы ядерных реакторов.

Объяснение процесса деления ядер с помощью капельной модели ядра. Особенности реакций деления ядер под действием быстрых и тепловых нейтронов, конкурирующие с делением процессы и явления, сопутствующие делению ядер. Роль запаздывающих нейтронов в осуществлении управляемой цепной реакции деления.

 

Ядерные реакции синтеза

Понятие и особенности термоядерной реакции синтеза; примеры термоядерных реакций. Условия, необходимые для протекания управляемой термоядерной реакции, критерий Лоусона. Возможные пути осуществления управляемого термоядерного синтеза.

Суть принципа токамака при управляемом термоядерном синтезе. Другие возможные пути осуществления управляемого термоядерного синтеза. Природные углеродно-азотный и водородный циклы термоядерных реакций и зависимость удельного энерговыделения обоих циклов от температуры.

Полуфеноменологическая систематика микрочастиц. Законы

Сохранения в физике частиц

Классификационные признаки микрочастиц и их предварительная (полуфеноменологическая) систематика. Основные характеристики микрочастиц. Особенности законов сохранения в классической физике и в квантовой физике. Универсальные законы сохранения.

Связь законов сохранения с принципами инвариантности. Понятие об иерархии взаимодействий и концепции нарушенной симметрии. Законы сохранения, присущие отдельным фундаментальным взаимодействиям.

 

Понятие о сильном взаимодействии. Структура микрочастиц

Основные свойства, характеристики и проявления сильного взаимодействия. Кварки, их цвета и ароматы, кварковая структура различных адронов, конфайнмент, глюоны, партоны. Современная систематика фундаментальных частиц.

Возможности создания единой теории слабого, электромагнитного и ядерного взаимодействий.

 

Теория и методика обучения физике

 

1. Научно-методический анализ и методика изучения основных понятий темы «Механическое движение и взаимодействие тел» на первой ступени обучения физике

Механическое движение. Относительность движения. Траектория. Путь. Единицы пути. Равномерное прямолинейное движение. Скорость. Единицы скорости. Графики пути и скорости при равномерном прямолинейном движении. Неравномерное движение. Средняя скорость. Инерция. Сила. Явление тяготения. Сила тяжести. Деформации. Сила упругости. Измерение силы. Динамометр. Трение. Сила трения. Трение в природе и технике.

Научно-методический анализ и методика изучения темы «Давление твердых тел, газов и жидкостей» на первой ступени обучения физике

Давление твердых тел. Единицы давления. Давление газов. Зависимость давления газа от его объема и температуры. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля. Гидростатическое давление. Сообщающиеся сосуды. Гидравлические механизмы. Атмосферное давление. Опыт Торричелли. Измерение атмосферного давления. Барометры. Манометры. Действие жидкости и газа на погруженные в них тела. Закон Архимеда. Условия плавания тел.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.