Формапромежуточной аттестации – экзамен
Коды формируемых (сформированных) компетенций: ОПК-1, ОПК-2
Б1.Б.08.02 Ядерная физика Цели и задачи учебной дисциплины: Целью дисциплины является: изучение целостного курса «Атомная физика» совместно с
другими дисциплинами цикла; формирование у студентов современного естественно-
научного мировоззрения на модель строение атома, а также принцип заполнения пери-
одической системы элементов Менделеева.
Краткое содержание (дидактические единицы) учебной дисциплины 1. Развитие квантовых представлений
Корпускулярные свойства света. Явление фотоэффекта. Эффект Комптона. Законы рав-
новесного излучения (Стефана-Больцмана, Вина, Рэлея-Джинса, Планка). Модель атома
Бора. Опыты Франка и Герца. Волновые свойства частиц. Статистический смысл волно-
вой функции. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. Роль измерительного при-
бора. Операторы координаты, импульса, момента импульса и энергии в квантовой меха-
нике.
2. Введение в аппарат физики микрообъектов
Стационарное и нестационарное уравнение Шредингера. Свойства волновых функций.
Волновая функция и уровни энергии частицы в бесконечно глубокой потенциальной яме.
Решение стационарного уравнения Шредингера для потенциального барьера. Туннель-
ный эффект. Коэффициент прохождения частицы через потенциальный барьер. Холод-
ная эмиссия электронов из металла.
3. Энергетические состояния и спектры излучения водородоподобных атомов
Уравнение Шредингера для частицы в центральном поле. Решение уравнения Шрединге-
ра для водородоподобного атома. Уровни энергии, главное квантовое число. Вероятность
пространственного распределения электрона в атоме. Азимутальное и магнитное кванто-
вые числа. Спектры водородоподобных атомов.
4. Орбитальный и спиновый моменты электрона
Гиромагнитное отношение. Опыт Штерна-Герлаха. Бозоны и фермионы. Спин-
орбитальное взаимодействие. Тонкая структура уровней энергии и спектральных линий.
Уширение спектральных линий.
5. Многоэлектронные атомы
Типы связей электронов в атоме. Принцип Паули. Периодическая система элементов
Менделеева. Правила отбора при излучении многоэлектронных атомов. Оптические спек-
тры щелочных металлов. Эффект Зеемана.
6. Квантовая статистика
Распределение Бозе-Эйнштейна. Формула Планка и классическая формула Рэлея-
Джинса. Переход к классической статистике Максвелла-Больцмана. Конденсация Бозе-
газа. Распределение Ферми-Дирака. Уровень Ферми.
7. Квантовые свойства твердого тела
Типы связей атомов в твердых телах. Расщепление энергетических уровней во взаимо-
действующих системах атомов. Модель атомной цепочки с потенциальным рельефом
прямоугольной формы (модель Кронига-Пенни). Дисперсионные кривые для свободного
электрона и электрона в кристалле. Понятие эффективной массы. Электропроводность
твердых тел. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Контакт двух
вырожденных полупроводников.