КВАНТОВАЯ ФИЗИКА
Корпускулярно-волновой дуализм
Корпускулярно-волновой дуализм — важное универсальное свойство природы, которое состоит в том, что каждому микрообъекту присущи сразу и корпускулярные, и волновые характеристики.
Согласно этой теории свет можно рассматривать и как волну и как поток частиц или как поток волновых частиц — квантов. Кванты света называют еще фотонами. Причем энергия фотона согласно уравнению планка напрямую зависит от частоты
где постоянная Планка — коэффициент пропорциональности связывающий энергию кванта, с его частотой.
Дж⋅с
Энергию фотона так же можно выразить через длину волны и скорость света
импульс
Импульс фотона:
Фотоэффект
Фотоэффект — это выбивание электронов из вещества падающим светом.
Энергия фотона идет на совершение работы
(работы выхода), по вырыванию электрона из вещества, и придание этому электрону кинетической энергии
.
Красная граница фотоэффекта — это минимальная частота, или соответствующая длинна волны, при которой начинается фотоэффект.
Запирающее напряжение ― это напряжение, не позволяющее электронам покинуть фотокатод. Если напряжение в цепи больше или равно запирающему напряжению, то электроны не могут достигнуть анода: даже если они покидают ненадолго фотокатод, сила электрического поля возвращает их в металл ― и фототока в цепи нет.
где -заряд фотоэлектрона.
Атомная физика
Планетарная модель строения атома Модель строения атома предложенная Эрнестом Резерфордом в 1911 году. Согласно этой модели вокруг положительно заряженного ядра, обладающего почти всей массой атома, вращаются отрицательно заряженные электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца.
Постулаты Бора.
- Постулат стационарных состояний: каждому из стационарных (квантовых) состояний, в котором находится атомная система, соответствует определенный уровень энергии Е. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает.
- Правило частот: переход атома из одного квантового состояния, характеризующегося энергией En в новое квантовое состояние, которое характеризуется энергией Em, происходит излучение или поглощение кванта энергии. Энергия кванта при этом определяется как разность энергий двух квантовых состояний:
Проще говоря, электрон будет находится на том, или ином энергетическом уровне, а его переходы между этими уровнями будут сопровождаться поглощением или излучением кванта энергии.
Ядерная физика
Атомное ядро — это центральная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов (которые вместе называются нуклонами).
Протон — положительно заряженная частица, заряд которой по модулю равен заряду электрона Кл. Масса протона в 1836 раз больше массы электрона. Масса покоя протона
кг =
а.е.м.
Нейтрон — это элементарная частица, не имеющая заряда, т.е. нейтральная. Масса нейтрона в 1839 раз превышает массу электрона, то есть почти равна (незначительно больше) массе протона. Масса покоя свободного нейтрона
кг =
а.е.м. и превосходит массу протона на 2.5 массы электрона.
Зарядовое число — количество протонов в ядре атома. Если умножить зарядовое число на заряд протона, мы получим заряд ядра атома:
Массовое число — количество нуклонов в ядре атома.
где количество нейтронов в ядре атома.
Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, атомные ядра которых имеют одинаковое число протонов и различное число нейтронов
.
Дефект массы — это разница между суммой масс всех нуклонов, содержащихся в ядре, и массой самого ядра .
Радиоактивность — свойство атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) изменять свой состав (заряд , массовое число
) путем испускания элементарных частиц или ядерных фрагментов.
Альфа распад — испускание ядром атома альфа частицы, представляющей собой ядро атома гелия .
Бета распад — испускание ядром атома бета частицы, представляющей собой электрон или позитрон (при позитронном бета распаде)
Гамма лучи — излучение гамма кванта энергии. (при гамма излучении зарядовое и массовое числа ядра атома не меняются).
Закон радиоактивного распада:
Период полураспада — время за которое распадается половина радиоактивного вещества.