Кузнецов А.А. Физика. Основные понятия квантовой оптики и атомной физики. Основы квантовой механики, физики твердого тела, атомного ядра и элементарных частиц

Учеб. пособие. — Владимир : Изд-во ВлГУ, 2017. — 99 с.Включает в себя материалы последних частей полного курса общей физики.Предисловие.
Основные понятия квантовой оптики и атомной физики.
Тепловое излучение. Квантовая гипотеза Планка.
Характеристики теплового излучения. Абсолютно черное тело. Равновесное излучение. Распределение энергии в спектре абсолютно черного тела. Формула Рэлея ‒ Джинса. Формула Вина. Закон смещения Вина. Квантовая гипотеза и формула Планка.
Квантовые свойства света. Фотоны.
Внешний фотоэлектрический эффект и его законы. Фотоны. Эффект Комптона и его теория.
Ядерная модель атома.
Модель атома Резерфорда. Постулаты Бора. Опыт Франка ‒ Герца. Атом водорода.
Элементы квантовой механики.
Волновые свойства микрочастиц.
Гипотеза де Бройля. Экспериментальное подтверждение волновых свойств микрочастиц. Принцип неопределенностей. Соотношение неопределенностей.
Волновая функция. Уравнение Шредингера.
Волновая функция: свойства и статистический смысл. Нестационарное уравнение Шредингера. Частица в потенциальной яме. Прохождение микрочастицы через потенциальный барьер. Квантовый гармонический осциллятор.
Атом водорода.
Уравнение Шредингера для электрона в атоме водорода. Главное, орбитальное и магнитное квантовые числа. Квантование энергии электрона в атоме водорода. Спектр атома водорода. Собственный механический момент импульса электрона (спин). Спиновый магнитный момент электрона. Спиновое и магнитное спиновое квантовые числа. Опыт Штерна и Герлаха. Многоэлектронные атомы и периодический закон Менделеева. Правило отбора.
Вынужденное излучение. Лазеры.
Поглощение, спонтанное и индуцированное излучение. Создание инверсной заселенности. Принцип действия лазеров.
Основные понятия физики твердого тела.
Теплоемкость кристаллов. Фононы.
Классическая теория теплоемкости. Закон Дюлонга и Пти. Квантовая теория теплоемкости и модель Эйнштейна. Теория теплоемкости Дебая. Фононы.
Элементы квантовой статистики.
Квантовые статистики. Бозоны и фермионы. Распределение Ферми – Дирака. Распределение Бозе – Эйнштейна. Электронный газ. Уровень и энергия Ферми.
Зонная теория.
Обменное взаимодействие и природа химической связи. Энергетические зоны в кристаллах. Классификация твердых тел на проводники и диэлектрики. Полупроводники. Собственная и примесная проводимости. Полупроводниковые диоды.
Основы физики атомного ядра.
Радиоактивность.
Альфа-, бета- и гамма-излучение. Законы радиоактивного распада.
Ядерные реакции.
Модель атомного ядра. Нейтрино. Ядерные силы. Масса и энергия связи ядра. Ядерные реакции. Цепная реакция деления ядер. Уравнение баланса нейтронов. Реакция синтеза атомных ядер.
Основы физики элементарных частиц.
Виды взаимодействий. Частицы и античастицы. Космические лучи. Превращения и классификация элементарных частиц. Кварки.
Заключение.
Приложения.
Библиографический список.