- •3.6.1. Елементи геометричної оптики 71
- •3.7.1. Теорія атома Гідрогену по Бору 81
- •3.8.1. Фізика атомного ядра 88
- •1. Методичні вказівки
- •1.1. Методичні вказівки з вивчення теоретичного матеріалу
- •1.2. Методика виконання контрольної роботи з фізики
- •2.3. Електростатика
- •2.3.1. Напруженість електричного поля
- •2.3.2. Теорема Остроградського-Гаусса. Потенціал електричного поля
- •1.3. Основні етапи розв’язання задачі
- •1.4. Вказівки до виконання контрольної роботи
- •2. Теоретичні питання до контрольної роботи
- •Теорема Остроградського-Гаусса.
- •2.3.3. Електричне поле в речовині
- •2.3.4. Електроємність.Конденсатори. Енергія електричного поля
- •Енергія зарядженого конденсатора.
- •2.4. Постійний струм
- •2.4.1. Закон Ома
- •2.4.2. Правила Кірхгофа.Робота і енергія електричного струму
- •2.4.3. Постійний струм в металах. Контактні явища
- •2.4.4. Постійний струм в напівпровідниках і рідинах
- •2.4.5. Постійний струм в газах і у вакуумі
- •2.5. Електромагнетизм
- •2.5.1. Сила Ампера. Індукція, напруженість, магнітний потік. Магнетики.
- •2.5.2. Сила Лоренца. Застосування сили Лоренца. Теорема Гаусса. Закон повного струму
- •2.5.3. Закон Біо-Савара-Лапласа. Магнітне поле соленоїда, колового і прямого про-відника з струмом. Взаємодія паралель- них струмів.
- •2.5.4. Закон електромагнітної індукції.
- •2.5.5. Індуктивність. Явище самоіндукції. Енергія магнітного поля
- •2.5.6. Електромагнітні коливання та хвилі
- •2.5.7. Змінний струм
- •2.6. Оптика
- •2.6.1. Елементи геометричної оптики
- •2.6.2. Інтерференція світла
- •2.6.3. Дифракція світла
- •2.6.4. Поляризація світла
- •2.6.5. Теплове випромінювання
- •2.6.6. Фотоефект. Тиск світла. Ефект Комптона
- •2.7. Атомна фізика
- •2.7.1. Теорія атома Гідрогену по Бору
- •2.7.2. Елементи квантової механіки
- •2.7.3. Елементи сучасної фізики атомів і молекул
- •2.7.4. Квантова статистика. Елементи фізики твердого тіла
- •2.8. Ядерна фізика
- •2.8.1. Фізика атомного ядра
- •2.8.2. Ядерні реакції. Елементарні частинки
- •3. Задачі по розділах
- •3.3.1 Закон Кулона
- •3.3.2 Напруженість.Потік вектора напруженості електричного поля
- •3.3.3 Теорема Остроградського–Гаусса
- •3.3.4 Робота. Потенціал
- •3.3.5. Діелектрики
- •3.3.6 Ємність. Конденсатори
- •3.3.7 Рух заряджених частинок в полі конденсатора
- •3.3.8 Енергія зарядженого конденсатора
- •3.4.1 Стум. Опір
- •3.4.2 Закон Ома
- •3.4.3 Правила Кірхгофа
- •3.4.4 Робота. Енергія
- •3.4.5 Шунт. Додатковий опір
- •3.4.6 Струм в металах, напівпровідниках
- •3.4.7 Термоелектричні явища
- •3.4.8 Струм в рідинах, вакуумі, газі
- •3.5.1 Закон Ампера. Взаємодія паралельних струмів
- •3.5.2. Індукція, напруженість, магнітний потік, магнітний момент
- •3.5.3. Закон Біо-Савара-Лапласа. Індукція магнітного поля котушки, соленоїда, прямого провідника з струмом
- •3.5.4. Рух заряджених частинок в магнітному полі. Сила Лоренца
- •3.5.5. Закон електромагнітної індуції. Явище самоіндукції
- •3.5.6. Робота по переміщенню провідника з струмом в магнітному полі. Енергія магнітного поля
- •3.5.7. Електромагнітні коливання та хвилі
- •3.5.8. Змінний стум
- •3.6.1. Елементи геометричної оптики
- •3.6.2. Інтеференція світла
- •3.6.3. Дифакція світла
- •3.6.4. Поляризація світла
- •3.6.5. Теплове випромінювання
- •3.6.6. Фотоефект. Тиск світла. Ефект Комптона
- •3.7.1. Теорія атома Гідрогену по Бору.
- •3.7.2. Елементи квантової механіки
- •3.7.3. Елементи сучасної фізики атомів і молекул
- •3.7.4. Фізика твердого тіла
- •3.8.1. Фізика атомного ядра
- •3.8.2. Ядрні реакції. Елементарні частинки.
- •Перелік рекомендованих джерел
- •Додаток 1 Взірець титульної сторінки
3.7.2. Елементи квантової механіки
1. Визначити довжину хвилі де Бройля для частинки масою 3,313·10-25 кг, яка рухається з швидкістю 2 м/с. Стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
2. Елементарна частинка має час життя 5·10-24 с. З якою найбільшою точністю може бути визначена її енергія? Стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
3. Довжина хвилі де Бройля для тіла рівна 10-31 м. Визначити імпульс тіла. Стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
4. З якою найбільшою точністю може бути визначено місцеположення електрона, якщо його імпульс визначають з точністю 6,626·10-25 Н·с. Стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
5. Частинка в потенціальній ямі шириною ℓ міститься в збудженому стані (n=2). В яких точках густина ймовірності знаходження частинки має максимальне значення?
6. Електрон з кінетичною енергією 1,6·10-26 Дж міститься в металічній порошинці діаметром 2 мкм. Визначити відносну неточність швидкості електрона. Вважати сталу Планка h=6,626·10-34 Дж·с, маса електрона m=9,1·10-31 кг.
7. Обчислити довжину хвилі де Бройля протона, який пройшов різницю потенціалів U=1кВ. Маса протона m=1,67·10-27 кг, заряд q=1,610-19 Кл, стала Планка h=6,626·10-34 Дж·с.
8. Час життя атомів речовини в збудженому стані порядку 1 мкс. Чому рівна мінімальна ширина спектральних ліній випромінювання?
9. Яку енергію повинен додатково одержати електрон, щоб перейти з другого на третій енергетичний рівень в потенціальній ямі шириною 3 нм? Маса електрона рівна 9,110-31 кг, стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
10. Визначити швидкість електрона в потенціальній ямі шириною 5·10-8 м, якщо він знаходиться на третьому енергетичному рівні. Маса електрона рівна 9,110-31 кг, стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
11.* Електрон має кінетичну енергію, яка рівна його енергії спокою. Визначити додаткову кінетичну енергію, яку необхідно надати електрону, щоб його довжина хвилі де Бройля зменшилась в два рази. Маса спокою електрона рівна 9,110-31 кг, швидкість світла рівна 3108 м/с.
12.* Кінетична енергія електрона в атомі Гідрогену дорівнює 10 эВ. Користуючись співвідношенням невизначеностей, оцінити мінімальні лінійні розміри атома. Маса електрона рівна 9,110-31 кг, стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.
13.* Атом випромінює фотон з довжиною хвилі λ=800 нм. Тривалість випромінювання τ=10 нс. Визначити найбільшу точність (Δλ), з якою може бути виміряна довжина хвилі випромінювання. Стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с, швидкість світла рівна 3108 м/с.
14.* Частинка в нескінченно глибокій, одномірній, потенціальній ямі знаходиться в основному стані. Яка ймовірність ω знаходження частинки в крайній чверті ями?
15.* Електрон знаходиться в нескінченно-глибокій, одномірній прямокутній потенціальній ямі шириною ℓ. В яких точках в інтервалі 0<x<ℓ густина ймовірності знаходження електрона на другому і третьому енергетичних рівнях однакова? Обчислити густину ймовірності для цих точок. Розв’зок пояснити графіком.
16.* На якому енергетичному рівні знаходиться електрон в потенціальній ямі, якщо максимальна ймовірність його знаходження є в точках з координатами x1=0,6·10-6 м і x2=1,8·10-6 м? Обчислити енергію електрона. Маса електрона рівна 9,110-31 кг, стала Планка рівна 6,626·10-34 Дж·с.