Описание:Темы семинаров курса "ВВЕДЕНИЕ В КВАНТОВУЮ ФИЗИКУ"
1. Корпускулярные свойства электромагнитных волн.
Корпускулярно-волновой дуализм света. Фотоны. Основные характеристики света в рамках волновой и корпускулярной моделей. Внешний фотоэффект и его законы. Тормозное рентгеновское излучение. Давление света. Эффект Комптона.
2. Волновые свойства частиц. Волны де Бройля.
Длина волны де Бройля. Волна де Бройля. Волновая функция частицы и ее вероятностная интерпретация. Дифракция и интерференция частиц. Принцип неопределенности Гейзенберга. Дисперсия волн де Бройля.
3. Атом водорода, модель Резерфорда - Бора.
Постулаты и правило квантования Бора. Порядки физических величин. Обобщенная формула Бальмера. Спектральные серии атома водорода. Изотопический сдвиг.
4. Основы квантовой механики. Описание состояния системы в квантовой теории. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Стационарные состояния. Операторы основных физических величин. Собственные значения и собственные функции оператора. Принцип суперпозиции состояний. Средние значения физических величин. Коммутирующие и некоммутирующие операторы. Проблема одновременного измерения физических величин.
5-6. Простейшие модели квантовой механики и их физические реализации.
Свободная частица. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект. Альфа-распад. Частица в прямоугольной потенциальной яме. Гармонический осциллятор. Ротатор. Движение в центральном поле.
7. Контрольная работа.
8. Физика атомов.
Квантование момента импульса. Квантование атома водорода. Квантовые числа. Кратность вырождения энергетических уровней. Спектры щелочных металлов. Спин электрона. Принцип Паули. Заполнение электронных оболочек. Периодическая система элементов Менделеева.
9. Энергетические спектры атомов и молекул.
Многоэлектронные атомы. Электронные, колебательные и вращательные возбуждения молекул.
10-11. Ансамбли квантовых частиц. Ферми - и бозе-частицы.
Плотность квантовых состояний. Статистические закономерности ансамблей частиц. Ферми-частицы. Функция распределения Ферми–Дирака. Свободные электроны в металле. Бозе-частицы. Функция распределения Бозе–Эйнштейна. Излучение абсолютно черного тела. Формула Планка.
12. Элементы квантовой теории твердого тела. Колебательные движения атомов в кристалле. Основное состояние кристаллических структур. Нулевые колебания.
Возбужденное состояние кристалла. Температура Дебая. Фононы. Закон дисперсии фононов. Решеточная теплоемкость.
13. Зонная теория твердых тел. Электроны в кристаллах. Энергетический спектр электронов в кристаллах (разрешенные и запрещенные зоны). Диэлектрики, металлы, полупроводники. Наноструктуры.
14. Основы квантовой электроники. Спонтанное и вынужденное излучение. Коэффициенты Эйнштейна, связь с формулой Планка. Квантовые генераторы.
15. Контрольная работа.