Материал: Lysenko_physics_lek_2

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

§ 84 Хвильова функція. Фізична сутність			ψ-функції. Стандартні			умови	для
хвильової функції [6]........................................................................................................							170
§ 85 Загальне й стаціонарне рівняння Шредінгера [6] ....................................................							171
§ 86 Рівняння Шредінгера та квантування енергії [6].....................................................							173
§ 87 Частинка в одновимірній потенціальній ямі. Енергія і хвильова функція
частинки в потенціальній ямі [6] .....................................................................................							174
§ 88 Тунельний ефект. Коефіцієнт проходження [3].......................................................							176
§ 89 Оператори фізичних величин. Власні функції та власні значення. Принцип
суперпозиції [6].................................................................................................................							179
§ 90 Середні значення фізичних величин з точки зору операторного підходу.
Оператори радіуса-вектора, імпульсу, енергії. Зв'язок між власними й
середніми значеннями [11]...............................................................................................							181
§ 91 Комутативність операторів. Умови, за яких дві фізичні величини можуть
бути виміряні одночасно [11]...........................................................................................							183
§ 92 Квантування	моменту імпульсу. Модуль і одна з проекцій моменту
імпульсу. Азимутальне і магнітне квантові числа [6].....................................................							184
ТЕМА 16 ФІЗИКА АТОМІВ І МОЛЕКУЛ..........................................................................							186
§ 93 Атом водню з погляду квантової механіки. Квантові числа: n, l, ml.
Кратність виродження. Правило відбору [6] ...................................................................							186
§ 94 Магнетизм атомів. Дослід Штерна й Герлаха. Спін електрона [11].......................							190
§ 95 Принцип Паулі. Періодична система елементів Д.І. Менделєєва з погляду
квантової механіки [3]......................................................................................................							193
§ 96 Спонтанне й вимушене випромінювання. Коефіцієнти Ейнштейна [10] ...............							197
§ 97 Інверсна заселеність. Лазери [10].............................................................................							199
ТЕМА 17 ЗОННА ТЕОРІЯ ТВЕРДИХ ТІЛ .........................................................................							203
§ 98 Енергетичні зони в кристалах. Зона провідності, заборонена зона, валентна
зона. Метали, напівпровідники, діелектрики з точки зору зонної теорії [3]..................							203
§ 99 Напівпровідники. Власні, домішкові напівпровідники. Рух електронів та
дірок. Рівень Фермі. Залежність провідності власних напівпровідників від
температури [3].................................................................................................................							205
§ 100 Домішкова	провідність напівпровідників.			Донорні	рівні,	акцепторні
рівні [3]..............................................................................................................................							208
§ 101 Контакт електронного та діркового напівпровідників. Електричне поле
p-n -переходу.	Потенціальний	бар’єр	p–n -переходу.		Вольт-амперна
характеристика. Напівпровідниковий діод [3] ................................................................							210
§ 102 Транзистор.	База, емітер,	колектор.		Транзисторний		підсилювач
напруги [3] ........................................................................................................................							212

РОЗДІЛ 6 ЕЛЕМЕНТИ ФІЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА Й ЕЛЕМЕНТАРНИХ

ЧАСТИНОК ............................................................................................................................			214
ТЕМА 18 АТОМНЕ ЯДРО І ЕЛЕМЕНТАРНІ ЧАСТИНКИ...............................................			214
§ 103 Склад і характеристика атомного ядра. Ізотопи, ізобари,		ізотони,
ізомери [6].........................................................................................................................			214
§ 104 Дефект маси й енергія зв'язку ядра. Залежність питомої енергії зв'язку
ядра від масового числа [6] ..............................................................................................			216
§ 105 Краплинна й оболонкова моделі ядра [6]...............................................................			217
§ 106	Ядерні сили [6]........................................................................................................		218
§ 107	Закон радіоактивного розпаду. Середній час життя, період напіврозпаду,
активність радіоактивної речовини. Види радіоактивного розпаду [6] .........................			219
§ 108	Альфа-розпад. Енергія α-частинок. Теорія Гамова-Герні-Кондона [3, 11]...........		220
§ 109	Бета-розпад. Види бета-розпаду. Енергія β-частинок. Теорія	Фермі.
Слабка взаємодія [3, 11] ...................................................................................................			222
	6

§ 110 Ядерні реакції. Енергія реакції. Гранична кінетична енергія. Компаунд-
ядро. Реакція зриву. Реакція захоплення. Ефективний переріз ядерної
реакції [3] ..........................................................................................................................	224
§ 111 Ділення ядер. Ланцюгова ядерна реакція. Ядерна	бомба. Ядерний
реактор [3].........................................................................................................................	228
§ 112 Термоядерні реакції. Дейтерій-тритієвий синтез. Протонно-протонний
цикл. Вуглецевий цикл [3]................................................................................................	232
§ 113 Види взаємодій і класи елементарних частинок [3] ..............................................	233
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ........................................................................................................	214
ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК..............................................................................................	237

ПЕРЕДМОВА

Поданий читачу конспект лекцій був створений автором у результаті викладання курсу фізики на фізико-технічному факультеті Сумського державного університету, починаючи з 2001 року.

У зв’язку з реорганізацією навчального процесу відповідно до основних тенденцій Болонського процесу зменшується обсяг аудиторних занять, частина навчального матеріалу виноситься на самостійне вивчення. Тому постає два питання: який матеріал повинен бути обов’язково вивченим та яка мінімальна глибина його розуміння? Поданий конспект лекцій дає відповіді на ці запитання.

Формуючи мінімально необхідний матеріал, автор використовував перш за все загальновідомі російськомовні курси фізики І.В.Савельєва [1–6] та Д.В.Сивухіна [7–11]. Для студентів, які бажають отримати більш глибоке розуміння викладених у конспекті питань, у заголовку кожного параграфа наведено посилання на рекомендовану літературу.

Під час написання конспекту лекцій було поставлено двое завдань: сформувати у студентів систему понять і законів фізики та сформувати вміння їх застосовувати до конкретних ситуацій (формування фізичного мислення).

Для вирішення першого завдання у конспекті визначення фізичних понять, формулювання законів виділено напівжирним курсивом. Важлива інформація виділена курсивом. У кінці конспекту лекцій подано предметний покажчик, за допомогою якого легко знайти визначення потрібного терміна. Формування системи понять фізики, тобто розуміння «мови» фізики є найголовнішим завданням, яке повинно бути вирішене читачем у першу чергу.

Для вирішення другого завдання (формування фізичного мислення) у конспекті подано достатньо велику кількість доведень тих чи інших положень фізики. Майбутній інженер повинен уміти застосовувати принципи фізики до вирішення конкретних завдань. Для засвоєння матеріалу основну роль повинна відігравати логічна пам’ять, запам’ятовування повинно досягатися через глибоке розуміння. Над конспектом потрібно працювати «з олівцем у руках», обов’язково опрацьовуючи усі доведення, не обмежуючись тільки читанням матеріалу.

Структура конспекту лекцій обумовлена тим, що курс лекцій для студентів інженерних спеціальностей викладається протягом двох семестрів. Перша частина конспекту лекцій [12] охоплює матеріал першого семестру вивчення фізики. Матеріал, який поданий читачу в цій, другій, частині конспекту лекції, вивчається у другому семестрі навчання. Тут викладені розділи «Електромагнетизм», «Коливання та хвилі», «Хвильова оптика», «Квантова природа випромінювання», «Елементи атомної фізики та квантової механіки», «Елементи фізики атомного ядра й елементарних частинок».

РОЗДІЛ 1 ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

ТЕМА 1 МАГНІТНЕ ПОЛЕ У ВАКУУМІ

§ 1 Магнітне поле. Дослід Ерстеда. Закон Ампера. Напрям і модуль вектора індукції магнітного поля. Принцип суперпозиції [13, 14]

1 У природі трапляються деякі залізні руди, що мають властивість притягувати до себе невеликі залізні предмети, що знаходяться поблизу, наприклад, залізні ошурки або цвяхи. Якщо кусок такої руди підвісити на нитці, він орієнтується в напрямку з півночі на південь (рис. 1.1). Куски такої руди називають природними магнітами. Кусок заліза або сталі, що знаходиться поблизу магніту, сам намагнічується, тобто отримує здатність

притягувати до себе інші залізні предмети.
2 Можна виготовити магніт у вигляді дуже
2 Можна виготовити магніт у вигляді дуже
довгого й тонкого стержня. Подібний магніт
називають магнітною стрілкою. Часто магнітну
стрілку виготовляють у вигляді витягнутого ромба
(рис. 1.2). Якщо таку стрілку підвісити або		S
укріпити на вістрі так, щоб вона могла вільно
обертатися, то вона завжди встановлюється таким	N
чином, щоб один з її полюсів був повернутий на	N
північ, а інший – на південь. Так само орієнтується	Рисунок 1.1 – Магнітна руда, що
й будь-який магніт, що підвішений на тонкій, яка	Рисунок 1.1 – Магнітна руда, що
легко закручується, нитці. Полюс магніту, що	підвішена на нитці, орієнтується
повертається на північ, називають північним	певним чином – з півночі на південь
полюсом, а інший полюс – південним.	( N → S )

Магнітні стрілки особливо зручні для виявлення магнітних властивостей природного або штучного магніту. Наближаючи до стрілки магніт, ми побачимо, що її північний полюс притягується до південного полюса магніту й відштовхується від північного (і навпаки).

Таким чином, магнітна стрілка під дією магніту повертається відносно своєї осі.								S
	3 Як	показує		дослід,			S
взаємодія		між	магнітами
здійснюється		за	допомогою
магнітного		поля.	Магнітне				N
поле – це матеріальний об'єкт,					B
що орієнтує магнітну стрілку в						N	B
просторі. З дослідів випливає,
що	магнітне		поле	має	Рисунок 1.2 – Магнітні		стрілки у вигляді витягнутого
спрямований		характер.		Тому	ромба: ліворуч – підвішена на нитці, праворуч –
магнітне поле характеризують					укріплена на вістрі

вектором магнітної індукції B . За напрям вектора B , за визначенням, беруть напрям від південного полюса S до північного N магнітної стрілки, що вільно встановилась у магнітному полі (див. рис. 1.2).

4 Історичним у розумінні сутності магнітного поля став дослід Ерстеда (1820 р.). Ерстед розмістив над магнітною стрілкою прямолінійний провідник (рис. 1.3) паралельно стрілці. Стрілка могла вільно обертатися навколо вертикальної осі. Коли по провіднику пропускали електричний струм, магнітна стрілка відхилялася й встановлювалася перпендикулярно до провідника. При зміні напрямку струму стрілка поверталася на 180°. Те саме відбувалося, коли провідник переносили вниз і розміщували під стрілкою. Таким чином, дослід Ерстеда доводить, що в просторі, який оточує електричний струм, створюється магнітне поле.

5 У попередньому пункті ми говорили про те, що провідники зі струмом створюють навколо себе магнітне поле. Виявляється, що є й інша властивість, магнітне поле діє на провідники зі струмом. Для доведення цього виконаємо такий дослід. Два паралельних металевих стержні A й B розмістимо між полюсами магніту N й S (рис. 1.4). Легкий металевий стержень C опирається своїми

кінцями на стержні A й	B і може вільно переміщатися
уздовж них. Стержні A й	B приєднані до акумуляторної
батареї Б через комутатор	K , за допомогою якого можна

замикати й розмикати електричне коло, яке утворене

провідниками A , C й B , а також	змінювати напрям
електричного струму в ньому.	Рисунок 1.3 – Схема досліду
	Ерстеда

N
	A	K
C		K
C	B
	B	Б
		Б

Рисунок 1.4 – Схема досліду, що демонструє вплив магнітного поля на провідник з електричним струмом

Дослід показує, що при замиканні ланцюга провідник C починає рухатись уздовж стержнів A й B . Напрям переміщення провідника C залежить від напрямку електричного струму в ньому. На рис. 1.5 показані обидва можливих випадки. Якщо струм I у провіднику C проходить перпендикулярно до площини креслення «до нас» (такий струм позначають кружком із крапкою в його центрі), то провідник переміщається вправо (рис. 1.5а). Якщо струм I проходить в протилежному напрямку (такий струм позначають кружком із хрестом

усередині нього), то провідник C рухається вліво (рис. 1.5б).
6 Дію		магнітного поля на провідники зі
струмом було		виявлено Г. Ерстедом і А. Ампером.			N			N
Ампер докладно дослідив це явище й дійшов					N			N
Ампер докладно дослідив це явище й дійшов
висновку,	що сила		dF , яка діє на малий провідник			F	F
довжиною	dl	зі	струмом I , що знаходиться у	I		F	F	I

магнітному полі, визначається за такою формулою:

dF = k × I[dl ´ B]

(1.1)

У цій формулі B – вектор індукції магнітного поля,

який є характеристикою магнітного поля; вектор dl спрямований за напрямом електричного струму; k – коефіцієнт пропорційності, який у системі СІ дорівнює одиниці. Формулу (1.1) називають законом Ампера

(силою Ампера). Силу, що діє на провідник скінченної довжини, знаходимо за допомогою (1.1) шляхом

	S		S
	а)		б)
	а)		б)

Рисунок 1.5 – Напрям сили, що діє на провідник з електричним струмом

Смотрите также:


«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
«ДОХОДЫ, РАСХОДЫ И ПРИБЫЛЬ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА.»
Значение, сущность и содержание социально — педагогической деятельности в организации для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей
Проактивные методы PR-деятельности российских авиационных компаний «Россия», «Азимут»
__RGR2
__RGR2
_11_А. Франс для эл версии
_индив анализ данных
- Интерфейс 485 и оптопорт 11