FIZA-2~1, fizyka na pięć, ZAGADNIENIE 6


Zagadnienia o numerach: 6, 9, 11, 14, 17, 23, 27, 36, 50, 51

na egzaminie pisemnym

NIE OBOWIĄZUJĄ!!!

W przypadku, gdyby ktoś chciał otrzymać ocenę bardzo dobrą musi je znać na część ustną.

ZAGADNIENIE 6

STANY STACJONARNE I NIESTACJONARNE, WYPROWADZENIE STACJONARNEGO RÓWNANIA SCHRODINGERA

Stany niestacjonarne są to takie stany, w których operator potencjału (operator energii potencjalnej) zależy od współrzędnych przestrzennych i czasu 0x01 graphic
.

Stany (problemy) stacjonarne są to takie stany w których operator potencjału nie zależy od czasu 0x01 graphic

W przypadku problemów stacjonarnych możliwe jest ważne uproszczenie w rozwiązywaniu równania Schrodingera. Przedstawmy równania Schrodingera w postaci iloczynu funkcji, zależnej tylko od współrzędnych przestrzennych i od czasu 0x01 graphic
.Podstawiamy te funkcję do równania Schrodingera, przy czym w przypadku stacjonarnym mamy 0x01 graphic
- potencjał nie zależy od czasu 0x01 graphic
. Dzieląc to równanie przez 0x01 graphic
otrzymujemy: 0x01 graphic

Wprowadzamy stałą rozdziału zmiennych E, aby lewa strona równa funkcji współrzędnych, była równa funkcji czasu po prawej stronie

0x01 graphic
oraz 0x01 graphic

Pierwsze z powyższych równań nazywamy niezależnym od czasu równaniem Schrodingera, a drugie częścią czasową równania Schrodingera. Rozwiązujemy drugie równanie

0x01 graphic

po scałkowaniu mamy: 0x01 graphic

Rozwiązanie Ψ pełnego równania Schrodingera otrzymuje się po rozwiązaniu niezależnego od czasu równania Schrodingera, a następnie otrzymane rozwiązanie φ pomnożyć przez rozwiązanie otrzymane po scałkowaniu.

0x01 graphic

Zauważmy, że prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w przypadku problemu stacjonarnego danego prze powyższe równanie nie zależy od czas, gdyż:

0x01 graphic
- to równanie oczywiście nie jest funkcją czasu.

ZAGADNIENIE 9

BARIERA POTENCJAŁU, EFETKT TUNELOWY

Rozważamy cząstkę o masie m i energii E, padającą od strony x<0 na prostokątną barierę potencjału o wysokości U i szerokości a.

Równanie Schrodingera w obszarach x<0 i x>0 ma postać: 0x01 graphic

gdzie: 0x01 graphic
,

a rozwiązania mają charakter oscylacyjny (0x01 graphic
)

0x01 graphic

W obszarze na prawo od bariery nie może występować fala materii biegnąca na lewo (reprezentowana przez składnik B3exp(-ikx)), w związku z tym stała B3 musi być równa 0.

W obszarze 0<x<a równanie Schrodingera wynosi: 0x01 graphic

gdzie: 0x01 graphic

a rozwiązania mają charakter ekspotencjalny (x2>0):

0x01 graphic

0x08 graphic

Bariera potencjału o wysokości U i szerokości a.

Cząstka mimo, że ma energię niższą niż wysokość bariery (E<U), może przeniknąć przez barierę potencjału, gdyż współczynnik określający prawdopodobieństwo przejścia jest większy od 0. Zjawisko takie nazywane zjawiskiem tunelowym nie jest obserwowane w przypadku klasycznym. Jeżeli cząsteczka porusza się nad barierą potencjału (E>U) prowadzi to do tego, że prawdopodobieństwo odbicia od bariery potencjału jest większe od 0 i cząstka taka może odbić się od bariery potencjału.

ZAGADNIENIE 11

ATOM WODORU, LICZBY KWANTOWE, POZIOMY ENERGETYCZNE, MOMENT PĘDU, RZUT MOMENTU PĘDU.

Wszystkie wzory serii widmowych wodoru można przedstawić jednym wzorem: 0x01 graphic
, gdzie m, n - liczby całkowite, przy czym dla danej serii jest spełniony warunek n=m+1, m+2, m+3 itd. Dla serii Lymana m=1, dla serii Balmera m=2, Paschena m=3 itd. Przy nieograniczonym wzrastaniu n częstości wszystkich serii widma wodoru dążą do odpowiednich granic. Częstości graniczne T(m) serii linii atomu wodoru są równe R/m2.

Moment pędu elektronu atomu znajdującego się w stanie stacjonarnym ma wartości dane następującym wzorem:

0x01 graphic
, gdzie m - masa elektronu, v - prędkość elektronu, r - promień orbity, h - stała Plancka.

ZAGADNIENIE 14

ATOM WIELOELEKTRONOWY, PRZYBLIŻENIE CENTRALNEGO POLA, POWŁOKI ELEKTRONOWE.

ZAGADNIENIE 17

RUCHY JĄDER W CZĄSTECZKACH DWUATOMOWYCH - PRZYBLIŻENIE BORNA - OPPENHEIMERA

Ruchy jąder w cząsteczkach dwuatomowych mogą być: drgające, oscylacyjne itd. Chmura elektronowa stanu stacjonarnego układu może bardzo szybko dostosować się do ruchów jąder. Innymi słowy - przypuśćmy, że w jakiejś chwili t0 jądra układu przyjmują położenia R1(t0), R2(t0) ... itp., a chmura elektronowa znajduje się w stanie stacjonarnym α, odpowiadającym powyższej konfiguracji jąder. Jeżeli jądra będą powoli zmieniać swoje położenie, wtedy chmura elektronowa układu będzie przechodzić przez szereg stanów quasi - stacjonarnych, w każdej chwili t bardzo bliskich stanowi stacjonarnemu α, oczywiści odpowiadającemu zawsze konfiguracji jąder R1(t), R2(t)... itp. Stan stacjonarny może, ale nie musi, być stanem podstawowym układu elektronów. Efektywna energia potencjalna ruchu jąder w przybliżeniu Borna - Oppenheimera dana jest sumą energii kolumbowskiego odpychania jądro - jądro i energii stanu stacjonarnego chmury elektronowej przy zadanej konfiguracji jąder E Dla cząsteczki dwuatomowej wyrażenie to ma postać:

0x01 graphic

Zmiany odległości pomiędzy jądrami powodują zmiany kształtu chmury np. wydłuża się lub skraca, stale dopasowując do ich położeń. Jeżeli jądra poruszają się harmonicznie to i chmura periodycznie zmienia swój kształt z tą samą częstością.

ZAGADNIENIE 23

TYPY SIECI KRYSTALICZNYCH.

Typy sieci bravesowskich

Typ sieci

Parametry komórki podstawowej

Bryła geometryczna komórki podstawowej

Trójskośny

a≠b≠c

α≠β≠γ

Graniastosłup

Jednoskośny

a≠b≠c

α=β=90º≠γ

Graniastosłup prosty

Rombowy

a≠b≠c

α=β=γ=90˚

Graniastosłup prosty o podstawie prostokąta

Tetragonalny

a=b≠c

α=β=γ=90˚

Graniastosłup prawidłowy

Heksagonalny

a=b≠c

α=β=90˚ γ=120˚

Graniastosłup prosty o podstawie rombu

Regularny

a=b=c

α=β=γ=90˚

Sześcian

ZAGADNIENIE 27

DOZWOLONE WARTOŚCI ENERGII W KRYSZTALE, NIECIĄGŁOŚCI FUNKCJI E(k), STREFY BRILLOUINA.

Wektory G wyznaczają sieć przestrzenną w przestrzeni o wymiarach odwrotności długości (m-1); sieć tę nazywamy siecią odwrotna. Sieć odwrotna jest zawsze siecią Bravais'go (bez bazy) i zależy tylko od sieci Bravais'go kryształu. Dlatego sieć odwrotna struktury diamentu jest taka sama jak sieć odwrotna struktury kubicznej centrowanej na ścianach.

Podobnie jak w sieci prostej, tak i w sieci odwrotnej można wybrać komórkę prymitywną. Taką komórkę nazywamy strefą Brillouina. Istnieje jednak zwyczaj, aby nie wybierać jej po prostu w kształcie równoległościanu, jak to robiliśmy do tej pory. Robi się to na ogół tak, że przeprowadza się płaszczyzny symetralne odcinków łączących zerowy punkt sieci odwrotnej z punktami sąsiednimi (pierwszymi i dalszymi sąsiadami). Płaszczyzny te wycinają wokół punktu zerowego pewną bryłę, której symetrie na ogół lepiej oddają symetrie sieci niż komórka wybierana w zwykły sposób. Dwa sposoby wybierania komórek - prymitywnej i strefy Brillouina używanej zwyczajowo - przedstawia dla sieci dwuwymiarowej poniższy rysunek. Porównanie ze sobą różnic zakreskowanych obszarów pokazuje natychmiast, że powierzchnie obu figur są jednakowe. Podobnie dowodzi się dla sieci przestrzennej, ze komórki wybrane na oba sposoby maja te samą objętość.

ZAGADNIENIE 36

ODDZIAŁYWANIE KRYSZTAŁÓW JONOWYCH Z FALAMI ELEKTROMAGNETYCZNYMI - JEDNOWYMIAROWY MODEL KLASYCZNY.

ZAGADNIENIE 50

RÓWNANIE FALOWE I JEGO ROZWIĄZANIA (FALA PŁASKA, PRĘDKOŚĆ FALI I JEJ ZALEŻNOŚĆ OD WŁASNOŚCI OŚRODKA)

Równanie fali płaskiej w izotropowym ośrodku jednorodnym - szczególny przypadek równania falowego. 0x01 graphic

ZAGADNIENIE 51

WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH (RODZAJE FAL, ZWIĄZEK POMIĘDZY POLEM E I M ENERGIA I NATĘŻENIE FALI

Energia fali - różnica energii w stanie zaburzonym i niezaburzonym w określonym obszarze ośrodka.

Natężenie fali - średnia energia przenoszona w jednostce czasu przez powierzchnię jednostkową, prostopadłą do kierunku propagacji.

Rodzaje fal.

Fale kuliste (Huggonsa) - teoretycznie wszystkie punkty czoła fali można uważać za źródła nowych fal.

Fale płaskie

Fale poprzeczne

Fale elektromagnetyczne opisane i udowodnione są poprzez równania Maxwella. Określają one zachowanie się w czasie i przestrzeni wektorów natężenia pola elektrycznego 0x01 graphic
i magnetycznego 0x01 graphic
:

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
- wektor indukcji magnetycznej.

0x01 graphic
- wektor indukcji elektrycznej.

1

1

0x01 graphic

0x01 graphic

U

E

0

a

0

x

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
FIZA-2~1, fizyka na pięć-mini, ZAGADNIENIE 6
FIZA-2~1, Fizyka mini, ZAGADNIENIE 17
FIZA-2~1, fizyka, ZAGADNIENIE 17
FIZA-2~1, sciaga1, Operator
FIZA-2~1, Ciało stałe - Model prawie swobodnych elektronów, tw Blocha...
FIZA-2~1, EGZAMIN1, Operator
FIZA-2~1, Atom wodoru, Atom wodoru, f
FIZA-2~1, Ciało stałe - Struktura kryształu o wiązaniu jonowym...
spis sciaga, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, muniol, I rok, Fiza-Elektronika labork
fizyka na 2 02 12
na egzamin zagadnienia
Fizyka 2, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, muniol, I rok, Fiza-Elektronika laborki,
LASER-~1, Fizyka II Lab
siuda25, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, muniol, I rok, Fiza-Elektronika laborki, F
fiza sciaga - Roger(1), fizyka, ściągi
Wyklad16, 1 STUDIA - Informatyka Politechnika Koszalińska, muniol, I rok, Fiza-Elektronika laborki,
PEDAGOGIKA SPOŁECZNA NA ŚCIĄGĘ ZAGADNIENIA, Uczelnia

więcej podobnych podstron