Игорь Евгеньевич Иродов - Задачи по квантовой физике

И. Е. Иродов

ЗАДАЧИ
ПО КВАНТОВОЙ
ФИЗИКЕ
5е издание (электронное)

Рекомендовано
учебнометодическим объединением
в области «Ядерные физика и технологии»
в качестве учебного пособия
для студентов физических специальностей
высших учебных заведений

Москва
БИНОМ. Лаборатория знаний
2015

УДК 530.145
ББК 22.31
И83

И83

Иродов И. Е.
Задачи по квантовой физике [Электронный ресурс] /
И. Е. Иродов. — 5-е изд. (эл.). — Электрон. текстовые дан.
(1 файл pdf : 220 с.). — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний,
2015. — Систем. требования: Adobe Reader XI ; экран 10".
ISBN 978-5-9963-2958-8
Сборник содержит около 800 задач по широкому кругу
вопросов квантовой физики и ее приложений: квантовая природа
электромагнитного излучения, волновые свойства частиц, элементы квантовой механики, электронная оболочка атома, молекулы,
кристаллы, физика ядра, ядерные реакции и элементарные
частицы. К наиболее сложным задачам даны подробные указания.
Для студентов физических и инженерно-технических специальностей вузов.
УДК 530.145
ББК 22.31

Деривативное электронное издание на основе печатного
аналога: Задачи по квантовой физике / И. Е. Иродов. — 3-е изд. —
М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. — 215 с. : ил. —
ISBN 978-5-9963-0283-3.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении
ограничений, установленных техническими средствами защиты
авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя
возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-9963-2958-8

c БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006
○

Содержание

Предисловие . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Принятые обозначения . . . . . . . . . . . . . . 6
1. Истоки квантовой физики

. . . . . . . . . . . 7

Тепловое излучение. Формула Планка . . . . . . . . . 8
Корпускулярные свойства электромагнитного излучения . . 12
Модель атома Резерфорда–Бора . . . . . . . . . . . 19

2. Волновые свойства частиц . . . . . . . . . . . 25
Волны де Бройля. . . . . . . . . . .
Соотношение неопределенностей Гейзенберга
Уравнение Шредингера . . . . . . . .
Прохождение частицы через барьер . . . .

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

26
30
32
38

3. Основы квантовой механики . . . . . . . . . . 42
Квантово-механические операторы .
Средние значения и вероятности . .
Изменение во времени состояния . .
Четность . . . . . . . . . . .
Центрально-симметричное поле. Атом

. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
водорода.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

44
47
50
51
53

4. Электронная оболочка атома. . . . . . . . . . . 56
Состояния электронов в атоме . . . . . . .
Интенсивность и ширина спектральных линий
Характеристические рентгеновские спектры . .
Магнитные свойства атома . . . . . . . .

5. Двухатомная молекула

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.

58
62
65
68

. . . . . . . . . . . . 73

Вращательные, колебательные и электронные
состояния . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Молекулярные спектры. Комбинационное рассеяние . . . 77

6. Твердое тело . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Структура кристаллов . . . . . . . . . . . . . . . 81
Квантовая теория теплоемкости кристаллов . . . . . . . 84
Свободные электроны в металлах и полупроводниках . . . 88
3

7. Ядро атома . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Энергия связи, спин и магнитный момент ядра .
Закон радиоактивного распада . . . . . . . .
Альфа- и бета-распады . . . . . . . . . .
Гамма-излучение: внутренняя конверсия, эффект
Мессбауэра . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . 96
. . . . 99
. . . . 101
. . . . 104

8. Ядерные реакции . . . . . . . . . . . . . . 107
Законы сохранения в ядерных реакциях . . . . . . . 109
Уровни ядер. Сечения и выходы ядерных реакций . . . 114
Формула Брейта–Вигнера . . . . . . . . . . . . . 117

9. Элементарные частицы . . . . . . . . . . . . 120
Взаимодействие релятивистских частиц . . . . . . . . 121
Распад частиц . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Внутренние свойства элементарных частиц . . . . . . 126

Ответы и решения. . . . . . . . . . . . . . . 129
Приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Значения некоторых определенных интегралов . .
Плотность некоторых веществ . . . . . . . .
Работа выхода электрона из металлов . . . . .
Край K- и L-полос поглощения рентгеновского
излучения . . . . . . . . . . . . . . .
Константы двухатомных молекул . . . . . . .
Соотношение между некоторыми единицами . .
Таблица свойств нуклидов . . . . . . . . .
Греческий алфавит . . . . . . . . . . . .
Формулы некоторых атомных величин в --">