Политех в Сети

Сайт для Учебы

Лабораторная работа №9 КВАНТОВАНИЕ энергии и волновые функции электрона в атоме водорода

Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Цель работы Нахождение уровней энергии и радиальных волновых функций атома водорода путём численного решения стационарного уравнения Шредингера; изучение расположения уровней энергии и радиального распределения электронной плотности в зависимости от квантовых чисел n и l.

Ход работы

Уровни энергий для s состояния и графики радиальной функции R(R) и квадрата радиальной функции , а также графики распределения радиальной электронной плотности:

описание: 1111 описание: квадраты р 1

Е1 = -13.6051

описание: 2222

Е2 = -3.4015

описание: 22223

Е3 = -1.5118

описание: 22224

Е4 = - 0.8504

описание: 22225

Уровни энергий для p состояния и графики радиальной функции R(R) и квадрата радиальной функции , а также графики распределения радиальной электронной плотности:

описание: 1112 описание: квадраты р 2

Е2 = -3.4016

описание: 22226

Е3 = -1.5118

описание: 22227

Е4 = - 0.8504

описание: 22228

Уровни энергий для d состояния и графики радиальной функции R(R) и квадрата радиальной функции , а также графики распределения радиальной электронной плотности:

описание: 1113 описание: квадраты р 3

Е3 = -1.5118

описание: 22229

Е4 = - 0.8504

описание: 22210

Оценка размеров “электронных облаков” для различных состояний атома водорода:

ВОПРОСЫ

К экзамену по дисциплине «Физика атома и атомных явлений» для физического факультета БГУ

(Квалификации «Физик. Преподаватель физики и информатики», «Физик. Менеджер»)

  1. Атомизм вещества и электричества. Ядерная модель атома.
  2. Квантовая гипотеза Планка. Кванты света и их свойства.
  3. Квантовые особенности фотоэффекта. Тормозное рентгеновское излучение.
  4. Эффект Комптона. «Отдача» атома при испускании света.
  5. Корпускулярно-волновой дуализм электромагнитного излучения (двойственная природа света).
  6. Общие закономерности оптических спектров атомов. Комбинационный принцип, формула Бальмера. Постулаты Бора.
  7. Диаграмма уровней энергии и оптические спектры. Оптическая и фотоэлектронная спектроскопия.
  8. Упругие и неупругие столкновения. Опыт Франка и Герца.
  9. Боровская модель атома водорода.
  10. Резонансная фотоионизация атома. Лазерное разделение изотопов.
  11. Корпускулярно-волновой дуализм вещества. Волны де Бройля.
  12. Эксперименты по наблюдению дифракции микрочастиц.
  13. Статистическая интерпретация волн де Бройля.
  14. Соотношения неопределенностей и их физическое содержание. Объяснение устойчивости атома.
  15. Квантовое состояние и волновая функция. Вероятностная интерпретация волновой функции. Принцип суперпозиции.
  16. Нестационарное и стационарное уравнения Шредингера.
  17. Характер решений стационарного уравнения Шредингера. Оптическая аналогия.
  18. Движение в области скачка потенциала. Эффект Рамзауэра.
  19. Движение в области потенциального барьера. Туннельный эффект.
  20. Частица в прямоугольной потенциальной яме.
  21. Линейный гармонический осциллятор. Колебания двухатомных молекул. Ангармонический осциллятор. Квантование колебательной энергии молекул.
  22. Средние значения и операторы физических величин. Собственные функции и собственные значения.
  23. Квантование момента импульса. Операторы момента импульса.
  24. Классификация состояний по моменту импульса. Правила сложения моментов импульса в квантовой механике.
  25. Пространственное квантование. Опыт Штерна и Герлаха.
  26. Спин электрона и других микрочастиц. Гиромагнитное отношение для спина электрона.
  27. Полные угловой и магнитный моменты электрона в атоме.
  28. Магнитный резонанс и его экспериментальное наблюдение.
  29. Понятие четности волновой функции. Закон сохранения четности.
  30. Интенсивность спектральных линий. Обоснование постулатов Бора в квантовой механике.
  31. Правила отбора и их связь с законами сохранения.
  32. Время жизни возбужденных состояний. Ширина уровней энергии и спектральных линий.
  33. Задача атома водорода в квантовой механике. Уравнение Шредингера для радиального движения. Эффективная потенциальная энергия.
  34. Атом водорода. Результаты решения уравнения Шредингера для состояний с различными значениями орбитального квантового числа.
  35. Спин-орбитальное взаимодействие. Тонкая структура уровней энергии и спектральных линий атома водорода.
  36. Неразличимость одинаковых микрочастиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули.
  37. Взаимодействие электронов в сложном атоме. Приближение центрального поля. Квантовые числа электронов. Оболочки и слои.
  38. Последовательность заполнения электронных слоев и оболочек в атомах. Периодическая система элементов и ее связь со структурой атомов.
  39. Уровни энергии и спектры атомов щелочных элементов.
  40. Рентгеновские уровни энергии и характеристические спектры. Закон Мозли. Эффект Оже. Рентгеновский спектр поглощения.
  41. Приближение нормальной связи для сложных атомов. Электростатическое расщепление. Спектральные термы.
  42. Мультиплетное расщепление при нормальной связи. Правила Хунда. Правила отбора для излучательных переходов в сложных атомах.
  43. Действие магнитного поля на атом. Эффект Зеемана.
  44. Квантовая природа химической связи в молекулах. Ионная и ковалентная связь. Образование связи в молекуле водорода.
  45. Виды движений в молекуле. Порядки величин электронной, колебательной и вращательной энергии. Колебания и вращения двухатомных молекул.
  46. Вращательные, колебательные и электронные спектры молекул.