Основы квантовой механики и атомной физики. Часть 1

Согласно классической электродинамике, ускоренно движущиеся электроны должны излучать электромагнитные волны и вследствие этого непрерывно терять энергию — в результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов

• войдут в его состав
• разрушат его
• упадут на него
• будут преобразованы

Гипотеза Планка, блестяще решившая задачу теплового излучения черного тела, получила подтверждение и дальнейшее развитие при объяснении

• фотоэффекта
• эффекта гетерогенности света
• эффекта интерференции света
• эффекта дифракции света

В гелий-неоновом лазере накачка происходит в два этапа, а именно

• гелий служит носителем энергии возбуждения
• неон служит носителем энергии возбуждения
• гелий дает лазерное излучение
• неон дает лазерное излучение

Объектами изучения квантовой механики являются:

• атомные ядра
• молекулы
• кристаллы
• элементарные частицы
• атомы
• точные значения импульсов микрочастиц одновременно с их координатами
• точные значения координат микрочастиц одновременно с их импульсами

Эффект Комптона наблюдается не только на электронах, но и на других заряженных частицах, например протонах, однако из-за большой массы протона его отдача “просматривается” лишь при рассеянии фотонов

• очень высоких энергий
• высоких энергий
• средних энергий
• сверхвысоких энергий

Укажите соответствие символов оболочки и максимальных чисел электронов в оболочке при распределении электронов в атоме по состояниям

• символ оболочки О
• 32
• символ оболочки L
• 18
• символ оболочки К
• 2
• символ оболочки М
• 8
• символ оболочки N
• 50

Представление о двойственной корпускулярно-волновой природе частиц вещества углубляется тем, что на частицы вещества переносится связь между полной энергией частицы и частотой волн де Бройля

• =
• =
• = h/p
• = hv

Среднее расстояние электрона от ядра вычисляют по формуле

• =
• =
• =
• =
• =

_______ связь объясняется на основе принципа неразличимости тождественных частиц, например электронов в молекуле водорода

• Молекулярная
• Энергетическая
• Ковалентная
• Квантовая
• Эквивалентная

Оптический резонатор “выясняет” направление (вдоль оси) усиливаемого фотонного потока, формируя тем самым лазерное излучение с высокими ____ свойствами

• интерферентными
• инверсионными
• дифракционными
• когерентными

С классической точки зрения, прохождение частицы сквозь потенциальный барьер при E

ядерным эффектом
квантовым эффектом
атомным эффектом
молекулярным эффектом
волновым эффектом

• ядерным эффектом
• квантовым эффектом
• атомным эффектом
• молекулярным эффектом
• волновым эффектом

Закон Вина объясняет, почему при понижении температуры нагретых тел в их спектре все сильнее преобладает ________ излучение

• коротковолновое
• длинноволновое
• ультракоротковолновое
• инфракрасное
• средневолновое

Структура энергетических уровней молекул определяет их спектр излучения, возникающей при квантовых переходах между соответствующими ____ уровнями

• ковалентными
• электронными
• валентными
• молекулярными
• энергетическими

Электроны при столкновении с атомами ртути передают атомам только определенные порции энергии; наименьшая возможная порция энергии, которая может быть поглощена атомом ртути в основном энергетическом состоянии, — это

• 4,86 эВ
• 4,85 эВ
• 4,84 эВ
• 4,87 эВ
• 4,88 эВ

Уравнение Шредингера дополняется следующими условиями, налагаемыми на волновую функцию

• волновая функция должна быть конечной, однозначной и непрерывной
• функция должна быть интегрируема
• производные должны быть непрерывны
• функция должна быть однозначной
• волновая функция должна быть конечной, однозначной

Укажите соответствие понятий и определений

• красная граница фотоэффекта
• испускание электронов веществом под действием электромагнитного излучения
• вентильный фотоэффект
• вызванные электромагнитным излучением переходы электронов внутри полупроводника или диэлектрика из связанных состояний в свободные без вылета наружу
• внутренний фотоэффект
• возникновение эдс (фотоэдс) при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника и металла (при отсутствии внешнего электрического поля)
• внешний фотоэлектрический эффект (фотоэффект)
• минимальная частота света (зависящая от химической природы вещества и состояния его поверхности), ниже которой фотоэффект невозможен

Типичные молекулярные спектры — совокупность более или менее узких полос в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях — это ____ спектры

• колебательно-вращательные
• линейчатые
• электронно-колебательные
• полосатые
• вращательные
• колебательные

Свободная частица — частица, движущаяся в отсутствие внешних полей, тогда полная энергия частицы совпадает с ее кинетической энергией; в таком случае уравнение Шредингера для стационарных состояний примет вид

• E = —
• E = —

Согласно модели Дж. Дж. Томсона атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиусом порядка _______, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны

• 10-11м
• 10-12м
• 10-10м
• 10-8м
• 10-9м

Смелость гипотезы де Бройля заключалась в том, что соотношение E=hV, p=h/ постулировалось не только для _________, но и для других микрочастиц, в частности для таких, которые обладают массой покоя

• фотонов
• протонов
• электронов
• нейтронов
• позитронов

Выбор материала _______ определяется рабочей областью спектра: для регистрации видимого света и инфракрасного излучения используется кислородно-цезиевый катод, для регистрации ультрафиолетового излучения и коротковолновой части видимого света -сурьмяно-цезиевый

Укажите соответствие символов подоболочки и максимальных чисел электронов в подоболочке при распределении электронов в атоме по состоянию

• символ подоболочки 2p
• 10
• символ подоболочки 1s
• 2
• символ подоболочки 3d
• 6

Переход электрона из основного состояния в возбужденное обусловлен увеличением энергии атома и может происходить только при сообщении атому энергии извне — например, за счет поглощения атомом

• нейтрона
• нейтрино
• фотона
• фонона

В. Гейзенберг, учитывая волновые свойства микрочастиц и связанные с волновыми свойствами ограничения в их поведении, пришел в 1927 г. к выводу, что объект микромира невозможно одновременно с любой заранее заданной точностью характеризовать и координатой,

• и скоростью
• и движением
• и ускорением
• и импульсом

Статистическое толкование волн де Бройля и соотношение неопределенностей Гейзенберга привели к выводу, что уравнением движения в квантовой механике, описывающим движение микрочастиц в различных силовых полях.

• должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте энергетические свойства частиц
• должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте корпускулярные свойства частиц
• должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте волновые свойства частиц
• должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте квантовые свойства частиц
• должно быть уравнение, из которого бы вытекали наблюдаемые на опыте атомные свойства частиц

Идеальной моделью черного тела является замкнутая полость с небольшим отверстием О, внутренняя поверхность которой зачернена. Луч света, попавший внутрь такой полости, испытывает многократные отражения от стенок, в результате чего интенсивность вышедшего излучения оказывается практически равной

Зависимость характера симметрии волновых функций системы тождественных частиц от спина частиц теоретически обоснована

• И. Штарком
• В. Паули
• Д. Уленбеком
• О. Штерном
• В. Герлахом
• С. Гаудсмитом

Уравнение Шредингера для стационарных состояний для каждой области имеет вид:

• для области 2 q2=2m(E-U)/
• для областей 1 и 3 k2=2mE/
• для областей 1 и 3 k2=2mE/
• для области 2 q2=2m(E-U)/

Первые фундаментальные исследования фотоэффекта выполнены русским ученым

• А.Н. Лодыгиным
• В.В. Петровым
• П.Н. Яблочковым
• А. Г. Столетовым

Укажите соответствие символов подоболочки и максимальных чисел электронов в подоболочке при распределении электронов в атоме по состоянию

• символ подоболочки 5p
• 10
• символ подоболочки 4f
• 2
• Символ подоболочки 5g
• 18
• символ подоболочки 5s
• 14
• символ подоболочки 4d
• 6

Немецкий физик М. Борн в 1926 г. предложил, что по волновому закону меняется не сама вероятность, а величина, названная

• амплитудой вероятности
• волновой функцией
• статистической амплитудой
• стационарной амплитудой

Укажите соответствие понятий и определений

• эффект Штарка
• расщепление энергетических уровней в магнитном поле
• волновая функция
• невозможно экспериментально различить тождественные частицы
• соотношение неопределенностей
• произведение неопределенностей координаты и соответствующей ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h
• принцип неразличимости тождественных частиц
• основная характеристика состояния микрообъектов, позволяет вычислять средние значения физических величин, характеризующих данный микрообъект
• эффект Зеемана
• расщепление уровней энергии во внешнем электрическом поле

Различают такие фотоэффекты, как

• внешний
• вентильный
• сквозной
• смешанный
• внутренний
• сплошной

Для уравнения Шредингера решениями, имеющими физический смысл, являются следующие условия регулярности волновых функций:

• волновые функции должны быть собственными вместе со своими первыми производными
• волновые функции должны быть однозначными вместе со своими первыми производными
• волновые функции должны быть непрерывными вместе со своими первыми производными
• волновые функции должны быть конечными вместе со своими первыми производными
• волновые функции должны быть регулярными вместе со своими первыми производными

Размеры фотоэлектронных умножителей немного превышают размеры обычной радиолампы, общий коэффициент усиления составляет

• 108
• 106
• 1010
• 105
• 109
• 107

Основное уравнение нерелятивистской квантовой механики сформулировал в 1926 г.

• М. Планк
• П.С. Тартановский
• В. Гейзенберг
• Х. Дэвиссон
• Дж.П. Томсрн
• Э. Шредингер

Уравнение Шредингера для стационарных состояний в случае одномерной задачи будет иметь вид

Из выражения E=следует, что зависимость энергии от импульса оказывается обычной для нерелятивистских частиц

• E = —
• E =
• E = —
• E =

В уровнении Шредингера регулярные решения имеют место не при любых значениях параметра Е, а лишь при определенном их наборе, характерном для данной задачи, — эти значения энергии называются

• однозначными
• непрерывными
• собственными
• конечными
• дискретными

КПД лазеров колеблется в широких пределах — от 0,01% (для гелий-неонового лазера) до 75% (для лазера на стекле с неодимом), хотя у большинства лазеров КПД составляет 0,1-1%. Создан мощный СО2-лазер непрерывного действия, генерирующий инфракрасное излучение ( = 10,6 мкм), КПД которого (30%) превосходит КПД существующих лазеров, работающих при ___________ температуре

Установите соответствие шагов алгоритма и их содержания при определении характеристики фотона

• четвертый шаг
• определить массу фотона
• первый шаг
• определить импульс фотона
• второй шаг
• определить энергию фотона
• третий шаг
• определить длину волны

Лазерные интерферометры (в них источником света служит лазер) используются для сверхточных дистанционных измерений, т.е.

• давления
• пространственных перемещений
• коэффициентов преломления среды
• линейных перемещений
• температуры
• влажности

Укажите соответствие понятий и определений

• пирометр
• температура черного тела, при которой его энергетическая светимость равна энергетической светимости исследуемого тела
• цветовая температура
• температура черного тела, при которой для определенной длины волны его спектральная плотность энергетической светимости равна спектральной плотности энергетической светимости исследуемого тела
• яркостная температура
• температура черного тела, при которой относительные распределения спектральной плотности яркости черного тела и рассматриваемого тела максимально близки в видимой области спектра
• радиационная температура
• прибор для измерения температуры нагретых тел по интенсивности его теплового излучения в оптическом диапазоне спектра

Фотоэффект используется в

• производстве для автоматизации различных процессов
• военной технике для сигнализации и локации невидимым излучением
• управлении для автоматизации различных процессов
• производстве для управления различными процессами
• технике звукового кино
• различных системах связи
• производстве для контроля различных процессов

Изучая методом задерживающего потенциала столкновения электронов с атомами газов (1913 г.), немецкие физики Д. Франк и Г. Герц экспериментально доказали дискретность значений энергии

• нейтрона
• позитрона
• атомов
• протона
• электрона

Для усиления фототока применяются фотоэлектронные умножители, в которых наряду с фотоэффектом используется явление

• вторичной электронной эмиссии
• первичной электромагнитной индукции
• первичной электронной эмиссии
• вторичной электромагнитной индукции

В работах А. Лавуазье, М.В. Ломоносова и Д. Дальтона была доказана реальность существования атомов — к началу _______

• XVIII в. атомистическая теория приобретает все большую популярность
• XV в. атомистическая теория приобретает все большую популярность
• XVII в. атомистическая теория приобретает все большую популярность
• XVI в. атомистическая теория приобретает все большую популярность

Потенциальная энергия гармонического осциллятора равна

• U =
• U=m
• U =
• U = (n+1/2)

Эффект Комптона не может наблюдаться в видимой области спектра, поскольку энергия фотона видимого света сравнима с энергией связи электрона с _______, при этом даже внешний электрон нельзя считать свободным

• нейтроном
• протоном
• атомом
• нейтрино
• ядром атома

Свойства непрерывности, характерные для электромагнитного поля световой волны, не следует противопоставлять свойствам дискретности, характерным для фотонов. Волновые свойства света проявляются в закономерностях его распространения, интерференции, дифракции, поляризации, а корпускулярные — в процессах взаимодействия света с