V. ЭЛЕМЕНТЫ АТОМНОЙ И ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

Пояснение к рабочей программе

Изучение этого раздела следует начать с элементов квантовой механики и рассмотреть такие вопросы, как корпускулярно-волновой дуализм материи, гипотезу де Бройля, уяснить, что движение любой частицы согласно этой гипотезе всегда сопровождается волновым процессом. Исходя из соотношения неопределенностей Гейзенберга, определить границы применимости классической механики и понять, что из этих соотношений вытекает необходимость описания состояния микрочастиц с помощью волновой функции, обратить внимание на ее статистический смысл. Целесообразно рассмотреть применение уравнения Шредингера к стационарным состояниям (прямоугольная потенциальная яма бесконечной глубины), следует знать правила квантования энергии, орбитального момента импульса в атоме водорода и выяснить смысл трех квантовых чисел. При изучении темы «Периодическая система элементов» необходимо обратить внимание на физический смысл спинового числа и принцип запрета Паули, на основе которого рассмотреть распределение электронов в атоме по состояниям.

Переходя к изучению элементов физики атомного ядра и элементарных частиц, студент должен хорошо представлять себе состав атомного ядра и его характеристики: массу, линейные размеры, момент импульса, магнитный момент ядра, дефект массы ядра, энергию и удельную энергию связи ядра. Рассматривая состав ядра и взаимодействие нуклонов в ядре, нужно знать свойства ядерных сил и обратить внимание на их обменную природу.

В процессе изучения радиоактивного распада ядра важно понять дискретный характер энергетического спектра -частиц и -излучений, свидетельствующий о квантовании энергии ядра; понять закономерности -распада, связанного с законами сохранения энергии и момента импульса.

Рассматривая тему «Ядерные реакции», необходимо усвоить, что во всех ядерных реакциях выполняются законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда, числа нуклонов. Особое внимание уделите реакциям синтеза легких и делению тяжелых ядер, вопросам ядерной энергетики и проблемам управления термоядерными реакциями.

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ФОРМУЛЫ

Длина волны де Бройля ,

где h-постоянная Планка,

p-импульс частицы.

Соотношение неопределенностей Гейзенберга:

для координаты и импульса ,

где - неопределенность координаты

частицы,

-неопределенность

проекции импульса частиц на

соответствующую координатную ось;

для энергии и времени ,

где - неопределенность энергии частицы

в некотором состоянии

-время нахождения частицы в этом состоянии.

Плотность вероятности нахождения ,