Традиционные экзаменационные вопросы

 

Раздел I. Квантовая оптика

1. Тепловое излучение, его спектральные характеристики.

2. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело. Законы излучения абсолютно черного тела.

3. Монохроматическая излучательная способность, зависимость от частоты излучения, объяснение этой зависимости. "Ультрафиолетовая катастрофа". Гипотеза Планка. Формула Планка.

4. Внешний фотоэффект. Законы Столетова. Уравнение Эйнштейна.

5. Комптон-эффект, его объяснение.

6. Корпускулярно-волновой дуализм света. Фотоны.

7. Корпускулярно-волновая природа света. Давление.

  

Раздел II. Квантовая механика

8. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Гипотеза де Бройля, ее экспериментальное подтверждение.

9. Волны де Бройля, статистический смысл волн де Бройля, свойства волн.

10. Соотношения неопределенностей Гейзенберга, их физическое содержание.

11. Волновая функция, ее свойства. Уравнение Шредингера в стационарной форме, физический смысл входящих величин.

12. Уравнение Шредингера, применение его к решению задачи "частица в потенциальной яме с бесконечно глубокими стенками" (одномерный случай). Энергетический спектр частицы.

13. Прохождение частиц через потенциальный барьер полубесконечной ширины, конечной высоты U_0. Энергия частицы E<U_0.

14. Прохождение частиц через потенциальный барьер полубесконечной ширины, конечной высоты U_0. Энергия частицы E>U_0.

15. Туннельный эффект. Коэффициент прозрачности барьера.

16. Квантово-механический осциллятор.

 

Раздел III. Физика атомов и молекул

17. Атом водорода в квантовой механике. Уравнение Шредингера для атома водорода, анализ решения этого уравнения. Собственные значения энергии электрона в атоме. Понятия потенциал ионизации, потенциал возбуждения атома.

18. Атом водорода. Квантование момента импульса и его проекций. Принцип пространственного квантования электронных орбит. Опыт Штерна и Герлаха.

19. Основное состояние электрона в атоме водорода. Спин электрона. Опыты Штерна и Герлаха для атома водорода.

20. Орбитальный, спиновый, полный механический моменты электрона в атоме водорода. Магнитные моменты электрона атома.

21. Квантовые числа, их физический смысл.

22. Спектр излучения атома водорода. Правила отбора квантовых чисел.

23. Серии излучения атома водорода. Формула Бальмера (вывод).

24. Символика обозначений квантовых состояний. Понятие о вырождении. Распределение электронов по состояниям в атоме. Принцип Паули.

25. Принцип Паули для атома. Периодическая таблица Менделеева.

26. Магнитный момент атома. Атом в магнитном поле. Эффект Зеемана. Тонкая структура спектров излучения атомов.

27. Рентгеновское излучение. Тормозное рентгеновское излучение, его спектр излучения.

28. Характеристическое рентгеновское излучение. Спектр излучения. Закон Мозли.

29. Спонтанное и вынужденное излучение и поглощение. Принцип детального равновесия. Принцип работы лазеров. Свойства вынужденного излучения.

30. Молекулы. Энергия молекул. Молекулярные спектры.

 

 

Раздел IV. Физика твердого тела

31. Твердое тело. Образование энергетических зон в твердом теле. Понятия: зона проводимости, валентная зона, запрещенная зона. Энергетическая схема твердого тела: металлов, полупроводников, диэлектриков.

32. Элементы квантовой статистики Ферми-Дирака. Распределение электронов по энергиям.

33. Функция Ферми-Дирака, ее свойства. Энергия Ферми. Понятия вырожденный, невырожденный электронный газ. Условия вырождения.

34. Принцип Паули для твердого тела. Заполнение электронами энергетических зон. Энергия Ферми. Уровень Ферми.

35. Плотность квантовых состояний в модели свободных электронов. Понятие "эффективной массы".

36. Электрические свойства твердых тел. Механизм проводимости твердых тел. Проводимость металлов, диэлектриков.

37. Чистые полупроводники. Механизм проводимости чистых полупроводников. Зависимость проводимости от температуры.

38. Примесные полупроводники p-типа, n-типа, механизмы их проводимости.

39. Эффект Холла. Постоянная Холла для полупроводников и металлов.

40. Зависимость проводимости полупроводников, диэлектриков от температуры, ее объяснение.

41. p-n переходы, его выпрямляющее действие. Вольт-амперная характеристика кристаллического диода.

42. Фотопроводимость, ее закономерности.

43. Тепловые свойства твердых тел. Экспериментальная зависимость теплоемкости твердых тел от температуры, ее объяснение.

44. Теплоемкость. Теплоемкость твердых тел при высоких и низких температурах. Закон Дюлонга и Пти. Закон Дебая. Фононы.

45. Теплоемкость металлов вблизи 0K.

 

Раздел V. Атомное ядро

46. Ядро. Состав ядра. Характеристики нуклонов.

47. Ядерные силы, их свойства. Энергия связи. Способы выделения энергии ядра.

48. Естественная, искусственная радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Понятия: постоянная радиоактивного распада, период полураспада, среднее время жизни радиоактивного препарата.

49. Альфа, бета и гамма излучения, их свойства и природа.

50. Альфа-распад, природа и закономерности альфа-распада.

51. Бета-распад, природа и закономерности бета-распада. Нейтрино, антинейтрино.

52. Ядерные реакции, их закономерности. Энергетический выход реакций. Реакции деления. Реакции синтеза.

53. Современные представления о строении материи. Фундаментальные виды взаимодействий в природе.