МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ № 6
К практическому занятию по атомной физике для студентов
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО факультета (2-й курс).
Тема: МОДЕЛЬ АТОМА РЕЗЕРФОРДА-БОРА. ТЕОРИЯ АТОМА ВОДОРОДА.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ:
1) ПОДГОТОВИТЬ ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ
1. Спектральные серии атома водорода. Формула Бальмера.
2. Элементарная боровская теория атома водорода. Постулаты Бора.
3. Экспериментальное подтверждение квантования энергетических уровней атома. Опыты Франка и Герца.
4. Решение уравнения Шредингера для центрально-симметричного поля без учета спина электрона. Радиальная и угловая части волновой функции.
5. Асимптотическое поведение волновой функции при 
и при 
.
6. Случай кулоновского потенциала. Атом водорода.
2) РЕШИТЬ ЗАДАЧИ:
1. Оценить время, за которое электрон, движущийся вокруг ядра атома водорода по орбите радиусом 
см, упал бы на ядро, если бы он терял энергию в соответствии с классической теорией:
,
где а — ускорение электрона, е — его заряд, с — скорость света. Для простоты считать, что в любой момент падения электрон движется равномерно по окружности соответствующего радиуса. (Ответ: ~
с)
2. Частица массы m движется по круговой орбите в центрально-симметричном потенциальном поле 
. Найти с помощью боровского условия квантования разрешённые радиусы орбит и уровни энергии частицы. (Ответ: 
где n = 1, 2, …, 
).
3. Вычислить длину волны λ спектральной линии атомарного водорода, частота которой равна разности частот следующих двух линий серии Лаймана: λ1 = 102,60 нм и λ2 = 97,27 нм. Какой серии принадлежит данная линия? (Ответ: 1872 нм)
4. Определить средний электростатический потенциал на расстоянии 
от ядра атома водорода, находящегося в основном состоянии 
. Указание: для нахождения потенциала 
, создаваемого «электронным облаком», дважды проинтегрировать уравнение Пуассона 
. Ответ: 
ЛИТЕРАТУРА:
1. . Оптика и атомная физика.
2. . Курс физики. М., «Высшая школа», 2001.
3. Лекции.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ № 7
К практическому занятию по атомной физике для студентов
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО факультета (2-й курс).
Тема: ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КВАНТОВОЙ СТАТИСТИКИ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ:
1) ПОДГОТОВИТЬ ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ
1. Фазовое пространство. Каноническое распределение Гиббса.
2. Квантовая статистика Бозе-Эйнштейна.
3. Квантовая статистика Ферми-Дирака.
4. Вырожденный электронный газ в металлах.
5. Квантовая теория электропроводности в металлах.
2) РЕШИТЬ ЗАДАЧИ:
1. Kα линия ванадия отражается в первом порядке от системы плоскостей (100) монокристалла NaCl под углом скольжения θ = 26,5°. Найти постоянную решетки а данного кристалла. Ответ: 5,63 Å.
2. Получить с помощью распределения Ферми-Дирака вероятность заселения электронами энергетических уровней
а) больших
б) меньших уровня Ферми на ΔE = E − EF =± 2kT.
Ответ: а) 0,12; б) 0,88
3. Запрещенная зона в Ge равна приблизительно ΔE= 0,75 эВ. При какой длине волны Ge начнет поглощать электромагнитное излучение? Ответ: 16,55·10–7 м.
ЛИТЕРАТУРА:
1. . Оптика и атомная физика.
2. . Курс физики. М., «Высшая школа», 2001.
3. Лекции.
