Бірөлшемді шексіз терең потенциалдық шұңқырдағы микробөлшектің күйі

Абсолют қара дененің сәуле шығару заңдары

Абсолют қара дененің жылулық сәуле шығаруын эксперимент жүзінде

Зерттегенде f (w , T ) тәуелділігінің температураға тәуелді екені анықталды (8.1-суретті қара).Суреттен көрініп тұрғандай, абсолют дененің сәуле шығарғыштық

қабілеті температура жоғарылаған сайын күшейе түседі. Температура

жоғарылағанда дене қатты қызып, оның түсі қызғылт болады. Температураны

одан ары жоғарылатқанда бірте-бірте ақ түске айналады. Температура өскенде

сәуле шығару қабілетінің максимумы жоғары жиіліктер аймағына қарай

ығысады:

Эксперименттен төмендегідей заңдылықтар ашылды:

(8.7)

(8.8)

\

мұндағы – Стефан-Больцман тұрақтысы ; =5.67*

b–Вин тұрақтысы . b=2.9*

(8.7) қатынасы Стефан-Больцман заңы деп аталады, ал (8.8) қатынасы Виннің ығысу заңы деп аталады. Бұл екі заң жылулық сәуле шығару теориясының дамуы кезінде үлкен роль атқарды.

Атом ядросының құрамы және сипаттамалары

Ядро бір-бірімен күшті байланысқан, бір-біріне ядролық күштермен тартылатын, ядроның ішінде релятивистік емес жылдамдықпен қозғалатын бөлшектер - нуклондар жүйесі болып табылады. Нуклондар – ядроны құрайтын бөлшектердің жалпы аталуы, протондар мен нейтрондар. Нейтрон массасы протон массасынан 1,3 МэВ –қа,яғни 2,5me -ке артық. Осы себептен еркін күйде нейтрон тұрақты емес және ол өздігінен ыдырап, электрон және антинейтрино шығару арқылы протонға айналады. Еркін күйде протон – тұрақты бөлшек. Ядро ішінде протон позитрон және нейтрино шығару арқылы нейтронға айналады. Тұрақты ядроның негізгі сипаттамалары: заряды, массасы, байланыс энергиясы, радиусы, күйінің энергетикалық спектрі болып табылады. Радиоактивті (тұрақты емес) ядро қосымша параметрлермен

сипатталады. Олар: өмір сүру уақыты, радиоактивті ыдырау түрі, шығарылған бөлшектің энергетикалық спектрі және т.б.. Z зарядтық сан ядродағы протондар санымен сәйкес келеді жәнеядроның зарядын аықтайды, ол +Ze -ке тең. A массалық сан ядродағы нуклондар санын, сонымен қатар нейтрондар санын анықтайды.Ядроның қарастырылған сипаттамалары символдық белгіленудеқамтылады. Ядро өлшемі. Ядроны құрайтын бөлшектер кванттық заңдарға бағынады.Оның өлшемін және пішінін шартты түрде ғана түсінуге болады. Ядролық заттың тығыздығының орташа таралуын өлшеудің эксперименттік әдістерібар.Бірінші жуықтау бойынша ядроны радиусы болатын шар деп қарастыруға болады. Бұл өрнектен ядро массасы оның көлеміне пропорционал екенін көруге

болады. Барлық ядрода зат тығыздығы бірдей және ол шамамен

ға тең. Ядро спині (толық механикалық момент) оның құрамындағы протондар

мен нейтрондардың импульс моменттерінің қосындысынан тұрады.

Бірөлшемді шексіз терең потенциалдық шұңқырдағы микробөлшектің күйі

Массасы m бөлшек Ох осі бойымен ғана қозғалсын. Бөлшекті қозғалысышұңқырдың қабырғаларымен шектеулі, қабырғалардың координаталары x=0 және x=L. Мұндай өрістегі бөлшектің потенциалдық энергияс. Бөлшектің Ψ функциясы х координатасына ғана тәуелді болғандықтан, Шредингердің (11.4) стационарлық теңдеуі мына түрде жазылады

Бөлшек шұңқырдан шыға алмайды, сондықтан x < 0 және x > L аймақтарда Ψ(x )= 0 . Пси- функцияның үздіксіздік шартынан шығатыны, шұңқырдың шекараларында ол нөлге тең болуы қажет Ψ(0) = Ψ(L) = 0Шекаралық шарт - (11.6) теңдеуі (11.5) теңдеуіне қосымша. Шұңқырдың шектерінде (бұл аймақта U = 0 ) (11.5) өрнегі мына түрде жазылады Бұл теңдудің шешімін табу дегеніміз, бөлшектің W (знергетикалық спектр) толық энергиясының мүмкін мәндерін және осы мәндерге сәйкес келетін Ψ(х) толқындық функциясын табу. Жоғарыдағы (11.7) теңдеуі – тербелісте

теориясындағы белгілі теңдеу. Ол (11.6) шартты энергияның мына мәндерінде қанағаттандырады мұндағы n=1,2,3... - бүтін сандар. Бұл нәтиже микробөлшектің потенциалдық шұңқырдағы энергетикалық спектрі дискретті және бөлшек энергиясы квантталатынын көрсетеді.Ал энергияның кванттық мәндері - энергия деңгейлері, n-бас кванттық сан деп аталады. Бөлшектің меншікті функциясы өрнегіне сәйкес, Нормалдау шартынан A коэффициенті табылады,

.Бөлшектің потенциалдық шұңқырдағы энергетикалық деңгейлері сонымен қатар (x) функциясының сызбасы және координатасы х нүкте айналасында бөлшектің болуының dP / dx (в)- ықтималдық тығыздығының сызбалары келтірілген. Кванттық және классикалық бөлшектердің айырмашылықтары 11,2- суретте сипатталған. Классикалық бөлшек шұңқырда кез-келген энергияға ие бола алады және шұңқыр түбіндегі тыныштықтағы бөлшек үшін W (min) =0 . Ал кванттық бөлшек спектрі дискретті, оның ең аз энергиясы n=1 мәніне сәйкес келеді және ол нөлге тең болмайды. Кванттық бөлшек тыныштықта боуы мүмкін емес.

Классикалық бөлшек шұңқырдың кез-келген нүктесінде болу ықтималдығы бірдей. Кванттық бөлшектің, мысалы ең төменгі n=1 энергетикалық деңгейде шұңқырдың ортаңғы бөлігінде болу ықтималдығы ең жоғары болады.