Fizyka A IV 1101-205A

Wykład jest ilustrowanym doświadczeniami wstępem do mechaniki kwantowej. Omówione są zjawiska, w których przejawia się kwantowa natura mikrocząstek. Na ćwiczeniach znajdywane są rozwiązania konkretnych problemów fizycznych.

Program:

Dualizm falowo-korpuskularny:
a. Promieniowanie ciała czarnego, teoria Rayleigha-Jeansa, wzór Plancka.
b. Zjawisko fotoelektryczne, promienie X, zjawisko Comptona.
c. Widma emisyjne i absorpcyjne, serie widmowe, model atomu Bohra, energia jonizacji, doświadczenie Francka-Hertza.
d. Dyfrakcja i interferencja fotonów i mikrocząstek - omówienie eksperymentów. Zasada nieoznaczoności Heisenberga, zasada odpowiedniości. Hipoteza de Broglie'a, interpretacja Borna funkcji falowej, prędkość fazowa i prędkość grupowa fal de Bro glie'a, paczka falowa.
Równanie Schrödingera:
a. Próg potencjału, bariera, efekt tunelowy. Mikroskop tunelowy.
b. Stany związane: cząstka w jamie potencjalnej jednowymiarowej, skończonej i nieskończonej.
c. Operatory w mechanice kwantowej, zagadnienie na wartości własne, obserwable, operator momentu pędu, równania funkcji kulistych.
d. Atom wodoru.
Widma atomowe i cząsteczkowe:
a. Zjawisko Zeemana, zjawisko Starka, oddziaływanie spin-orbita. Atomy wieloelektronowe, zakaz Pauliego, reguły wyboru, podstawowe konfiguracje.
b. Widma cząsteczkowe: rotacyjne, oscylacyjne, oscylacyjno-rotacyjne, elektronowo-oscylacyjne.
Statystyki kwantowe:
a. Statystyka Bosego-Einsteina, gaz fotonowy, statystyka Fermiego-Diraca, gaz elektronowy.
Elementy fizyki ciała stałego:
a. Teoria pasmowa, klasyfikacja ciał stałych w teorii pasmowej. Złącze p-n, tranzystory.

Proponowane podręczniki:

H.A. Enge, M.R. Wehr, J.A. Richards, Wstęp do fizyki atomowej.

I. W. Sawieliew, Wykłady z fizyki, t. 3.

Sz. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz. V.

Zajęcia wymagane do zaliczenia przed wykładem:

Fizyka I, Fizyka II, Fizyka III, Matematyka (umiejętność różniczkowania i całkowania przydatna na ćwiczeniach).

Forma zaliczenia:

Zaliczenie ćwiczeń i egzamin.