Лекции по атомной физике, Попов А.М., Тихонова О.В., 2007

Фотон.
Убедившись в реальности существования фотонов, попробуем теперь ответить на вопрос: а можно ли пучок света, состоящий из фотонов, расщепить так, чтобы в каждом из полученных пучков света имеющих ту же частоту излучения, энергия квантов света была меньше, чем hw, например hw/2. Другими словами, можно ли расщепить квант света на две равные (а может быть и неравные части) так, чтобы энергия каждой из частей была бы меньше чем hw, а в сумме получалась бы энергия исходного кванта. А может быть фотон, как физический объект, представляет собой классический цуг электромагнитных воли, который легко может быть сформирован с помощью высокочастотного генератора, ключа и антенны.

Простейший прибор, который делит цуг электромагнитных волн на части, это обычная светоделительная пластинка. При угле падения пучка света на пластинку в 45° происходит как раз деление цуга пополам. Насколько реально утверждение, что в таком эксперименте как раз и происходит расщепление фотона на две равные части? Такой опыт выполнялся многократно еще до возникновения квантовых представлений о свете. Однако эти классические опыты выполнялись со сравнительно интенсивными пучками света, содержащими огромное количество фотонов. За поведением отдельного фотона в них проследить оказывается невозможным. Поэтому рассмотрим снова опыт по расщеплению классического цуга с помощью светоделительной пластинки, только со слабоинтенсивным пучком света.

Оглавление
Лекция 1. Введение. Классическая картина мира и необходимость введения квантовых представлений. Проблема равновесного электромагнитного излучения. Фотоэффект.
Лекция 2. Эффект Комптона. Тормозное рентгеновское излучение. Квантовый предел. Фотон. Гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм. Волновой пакет. Соотношения неопределенностей.
Лекция 3. Модели атомов. От Дж. Томсона до Н. Бора. Атом Томсона. Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома. Атом Бора. Модель Бора и гипотеза де Бройля. Релятивистское обобщение модели Бора. Экспериментальное доказательство дискретной структуры атомных уровней. Опыты Франка и Герца. Изотопический сдвиг атомных уровней. Мюонный атом водорода.
Лекция 4. Основы формализма квантовой механики. Нестационарное уравнение Шредингера. Релятивистское волновое уравнение. Волновая функция и ее физический смысл. Уравнение непрерывности. Вектор плотности тока вероятности. Определение средних значений и дисперсии импульса и координаты частицы. Операторы. Собственные значения и собственные функции оператора импульса. Собственные значения и собственные функции оператора z - проекции момента количества движения. Стационарное уравнение Шредингера. Коммутатор.
Лекция 5. Многочастичная квантовая система. Движение волновых пакетов. Предельный переход к классической механике. Оптико-механическая аналогия. Стационарное уравнение Шредингера. Спектры простейших одномерных систем. Свободное движение частицы. Частица в бесконечно глубокой прямоугольной потенциальной яме. Частица в прямоугольной потенциальной ямс конечной глубины.
Лекция 6. Туннельный эффект. Автоэлектронная эмиссия. Явление а - распада атомных ядер. Туннельная ионизация атомов в оптическом поле. Туннельный микроскоп. Туннельный эффект: оптическая аналогия. Периодический потенциал. Гармонический осциллятор.
Лекция 7. Стационарные состояния в центрально - симметричном поле. Задача Кеплера.
Лекция 8. Орбитальный механический и магнитный моменты электрона. Экспериментальное определение атомных магнитных моментов. Собственный механический и магнитный моменты электрона. Спин. Сложение невзаимодействующих моментов количества движения. Систематика состояний атома водорода. Приближенное решение стационарного уравнения Шредингера. Теория возмущений.
Лекция 9. Изотопическое смещение атомных уровней, связанное с конечным размером ядра. Тонкая структура спектра атома водорода. Тонкая структура спектров многоэлектронных атомов. Понятие о сверхтонкой структуре атомных спектров.
Лекция 10. Тождественность микрочастиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Многоэлектронный атом. Приближение самосогласованного поля. Атомные оболочки и подоболочки. Электронная конфигурация. Атомы щелочных металлов.
Лекция 11. Атом гелия. Общие принципы описания многоэлектронных атомов. Заполнение атомных оболочек электронами. Термы многоэлектронных атомов. Тонкая структура терма. Состояния. Правило интервалов Ланде. Приближение LS - и jj -связей. Основные термы атомов. Правила Хунда.
Лекция 12. Взаимодействие квантовой системы с электромагнитным полем. Нестационарная теория возмущений. Правила отбора. Спектральные серии атома водорода. Спектральные серии атомов щелочных металлов. Электромагнитные переходы в многоэлектронных атомах.
Лекция 13. Квантовое электромагнитное поле и его взаимодействие с атомом. Электромагнитное поле как квантовый объект. Взаимодействие атомной системы с квантовым электромагнитным полем. Спонтанные переходы. Уширение спектральных линий. Лэмбовский сдвиг атомных уровней.
Лекция 14. Переходы внутренних электронов в атомах. Характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли. Эффект Оже. Атом в магнитном ноле. Эффект Зеемана. Эффект Пашена и Бака. Электронный парамагнитный резонанс. Опыты Штерна и Герлаха. Принципы описания молекулярных систем. Адиабатическое приближение. Молекулярный ион водорода.
Лекция 15. Основы физики молекул. Адиабатическое приближение. Молекулярный ион водорода. Молекула водорода. Теория Гайтлера - Лондона. Насыщение химических связей. Валентность. Метод линейной комбинации атомных орбиталей (ЛКАО). Ковалентная полярная и ионная связи. Элементы стереохимии.
Лекция 16. Основы систематики электронных состояний двухатомных молекул. Ядерная подсистема молекулы. Электромагнитные переходы в молекулах.
Приложения.
1. Эрмитовы операторы.
2. Прохождение потока частиц через прямоугольный потенциальный барьер.
3. Полиномы Эрмита.
4. Сферические функции.
5. Момент количества движения в многоэлектронном атоме.
6. Расчет энергии электростатического взаимодействия двух атомных электронов.
7. Электронные термы конфигураций np2 и npn' p.
8. Силы Ван-дер-Ваальса. Справочные данные.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Лекции по атомной физике, Попов А.М., Тихонова О.В., 2007 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать zip
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать книгу Лекции по атомной физике, Попов А.М., Тихонова О.В., 2007 - pdf - depositfiles.

Скачать книгу Лекции по атомной физике, Попов А.М., Тихонова О.В., 2007 - pdf - Яндекс.Диск.