Пространство и время в физике. Системы отсчета. Принципы относительности. Преобразования Галилея (стр. 8 из 11)

В 1911г Камерлинг-Оннес обнаружил, что Эл. сопротивление ртути при Т=4,15К скачкообразно обращается в нуль. Это явление наз. сверхпроводимостью,было затем обнаружено для ряда металл. и сплавов. Температ. при к-ой происходит переход в сверхпроводящее сост., наз. критической

26. Особ-ти поведения микрообъектов.

В класс-й ф-ке все величины изменяются непрерывно. В микромире физ. вел. и непр. и дискр.. Совокупность значений, к-ые может принимать квант. частица – спектр (собств. знач.)

Дискр. спектр (если совокупность знач. образует дискр. посл-ть). Спин

.

Особенности поведения микрообъектов: 1) все объекты в природе не изолированы, взаимодействуют с окр. миром 2) принципиальная случайность поведения микрообъектов (описание основано на теории вероятностей) 3) принципиальная нелокальность (в одном случае моделируются как частицы в др. как волны) 4) отсутствие траектории у микрочастиц.

Корпускулярно-волновой дуализм: в начале 20 в. Планк и Эйнштейн: свет не только непр., но и явл. набором частиц (фотонов).

Следствие: 1. свет-волна, интерферн., дифрак., поляриз.

2. свет-корпускула (фотон), фотоэффект.

Волны Де Бройля: соотнош. связывающие волновые хар-ки (частота

) с корпускулярными (энергия и импульс) установлено Эйнштейном в 1905 году для кванта света - волна де Бройля.

- квадрат модуля волн. ф-ции означает плотность вероятности обнаружения частицы в той или иной области пр-ва. вер-ть того, что частица будет обнаружена в окрестности интервала . -плотность вероятности ф-ции распределения. -вер-ть обнаружения частицы в диф-но малом интервале.

Соотнош. неопределенностей: в класс. ф-ке 2 физ. вел. могут иметь одинаковые знач. (коорд-ты импульса, энергии и момент импульса). В квант. ф-ке все неопределенно Гейзенберг записал соотнош. неопределенностей

, , ,где

неопред-ть коорд-т, неопред-ть собств. проекции координат, если .

Вероятностный хар-р поведения микрочастиц в

молекул, следовательно частицы движутся случайным образом.

31. Атом водорода в квант. ф-ке.

Потенц. энергия взаимод-я электрона с ядром обладает заданным

, где расстояние между электроном и ядром. Состояние электрона в атоме водорода описывается волновой ф-цией, удовл. ур-нию Шредингера: , где масса электрона в атоме, а потенц. энергия электрона в атоме.

Т.к. электрон имеет 4 степени свободы, то для хар-ки его поведения в атоме требуется 4 квант-х числа: 1) главное квант. число –n, определяет энергетические уровни в атоме n=1,2,3…, чем больше n, тем слабее электрон связан с ядром 2) орбитальное квант. число l, определяет момент импульса электрона в атоме,

, l=0,1…(n-1)

3) маг. квант. число

, определяет проекцию момента импульса электрона на заданное направление, , . - характеризует ориентацию электронного облака в пр-ве.

Квант. числа n, l характеризуют размер и форму электронного облака. В атомной ф-ке состояние электрона характеризующееся квант. числами l=0 - s-состояние, l=1-p -состояние, l=2 - d - состояние, l=3 - f-состояние. Значение главного квант. числа указ-ся перед обозначением орбит. квант. числа. Пример: n=2, l=0: 2s .

4) Спин электрона - квант. вел., это внутр. неотъемлемое св-во электрона. Спин квантуется по закону

- это момент импульса (спин), , где -маг. спиновое квант. число, .

Периодическая система элементов:

Введем понятие порядкового номера Z хим. эл-та, z=числу протонов в ядре и соотв. общему числу электронов в электронной оболочке атома. Расположив хим. эл-ты в порядке возр. порядковых номеров получили периодичность в изменении хим. св-в эл-тов. Водород H-1s, гелий He-1

, литий Li-1 2 /…

Следствие: открытая Менделеевым периодичность в хим. св-вах эл-тов, объясняется повторяемостью в структуре внешних оболочек у атомов родственных эл-тов. Во внешней оболочке щелочных металлов (литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций) имеет лишь 1 s-электрон во внешней оболочке; щелочно-земельных металлов (барий, радий, бериллий, магний, кальций); галоиды( фтор, хлор, бром, йод, астат) имеют внешние оболочки в к-ых не хватает одного электрона до оболочки энертного газа.

1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f.

32. Атомное ядро. Хар-ки.

Ядро- центральная часть атома в которой сосредоточено практически вся масса атома и его и его положительный заряд. Все атомное ядро сост. из элемент. частиц: протонов и нейтронов, которые считаются двумя зарядовыми сост. одной частицы-нуклонов. Протон имеет положит.эл.заряд.=по абс.велич. заряду электронов, нейтрон не имеет эл. заряда. Заряд ядра- это величина

(e-величина заряда протона, z- порядковый номер хим.эл-та в период. сист.) равный числу протонов в ядре. Число нуклонов в ядре - массовое число. у нуклонов А=1,у электронов А=0. Ядра с одинаковым Z, но разным А, наз. изотопами. Ядра, которые при одинаковом А имеют разное Z наз. изобарами. Ядро хим.эл-та Х обозн. Х (символ хим. эл-та). Размер ядра хар-ся радиусом ядра. При образовании ядра происходит уменьшение его массы (масса ядра меньше чем сумма масс сост. его нуклонов, уменьш. массы ядра при его образ. объясняется выдел. энергии связи)

Ядерные силы- мощные силы протекающие внутри атом. ядер.(силы притяжения)

Св-ва:1. Короткодействующие. 2. Зарядовая независимость (яд. силы= между р и р, р и n, n и n). 3.Насыщение (Нуклон взаимод. только с огранич. числом ближайших к нему нуклонов), 4. завис. от взаимной ориентац. спинов. взаимод. нуклонов. 5. Не явл. центральными, т.е действ по линии.

Капельная модель ядра (Бор) первая модель ядра, основана на аналогии между поведением нуклонов в ядре и поведением молекул в капле жидкости.

Оболочечная модель- распределение нуклонов в ядре по дискретным энергетическим уровням.

Радиоактивность – это всякий стабилизированный процесс спонтанного распада с превращением его в др. ядра и частицы. Атомное ядро испытыв. радиоактив. распад назыв. материнским, а возник. ядро- дочерним.

Х Y+ . Х-материн., Y- дочерние, а- прочие частицы.

Основной закон радиоактив. распада:

, где - нач. число нераспавшихся ядер в момент времени t=0, - число нераспав.ядер в момент времени t, - постоянная радиоактив. распада.

- распад – радиоактивное превращение ядер с испусканием частиц (Не).