Квант света выбивает электрон из металла как изменятся при увеличении


Квант света выбивает электрон из металла

Квант света выбивает электрон из металла. Как изменятся при увеличении энергии фотона в этом опыте работа выхода электрона из металла и максимальная возможная скорость фотоэлектрона? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Физические величины Характер изменения
A) Работа выхода электрона из металла
Б) Скорость фотоэлектрона
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Запишем уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: $hυ=A_{вых}+E_к$, поскольку работа выхода — это постоянная величина для того или иного металла, то при увеличении энергии фотона $hυ$ она не меняется, а кинетическая энергия $E_к$ увеличивается исходя из закона сохранения энергии, а знчит, и скорость увеличивается, т.к. $E_к={mυ^2}/{2}$.

Ответ: 31

Решенных задач Квантовая физика - Класс инженерной физики

1. Вычислите длину волны, связанную с электроном с энергией 2000 эВ.

Sol: E = 2000 эВ = 2000 × 1,6 × 10 –19 Дж

2. Вычислите скорость и кинетическую энергию электрона с длиной волны 1,66 × 10 –10 м.

Sol: длина волны электрона (λ) = 1,66 × 10 –10 м

Для расчета KE:

3. Электрон связан в одномерной бесконечной яме шириной 1 × 10 –10 м. Найдите значения энергии в основном состоянии и первых двух возбужденных состояниях .

Sol: потенциальная скважина шириной ( L ) = 1 × 10 –10 м

.

ИЗЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОНА

1. Электронная трубка зависит от своего воздействия на поток электронов, которые действуют как носители тока. Для создания этого потока электронов в каждой трубке есть специальный металлический электрод (катод). Но при обычных комнатных температурах свободные электроны катода не могут покинуть его поверхность из-за определенных сдерживающих сил, которые действуют как барьер. Эти поверхностные силы притяжения стремятся удерживать электроны внутри катодного вещества, за исключением небольшой части, которая обладает достаточной кинетической энергией (энергией движения) для прорыва через барьер.Большинство электронов движутся слишком медленно, чтобы это произошло.

2. Чтобы покинуть поверхность материала, электроны должны совершить определенную работу, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы. Для выполнения этой работы электроны должны иметь достаточную энергию, сообщаемую им от какого-либо внешнего источника энергии, поскольку их собственная кинетическая энергия недостаточна. Существует четыре основных метода получения электронной эмиссии с поверхности материала: термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия, автоэлектронная эмиссия и вторичная эмиссия.

3. Термоэлектронная эмиссия. Это самый важный и наиболее часто используемый в электронных лампах. В этом методе металл нагревается, что приводит к увеличению тепловой или кинетической энергии несвязанных электронов. Таким образом, большее количество электронов достигнет достаточной скорости и энергии, чтобы покинуть поверхность эмиттера. Количество электронов, высвобождаемых на единицу площади излучающей поверхности, связано с абсолютной температурой катода и количеством работы, которую электрон должен совершить, покидая излучающую поверхность.

4. Термоэлектронная эмиссия достигается за счет электрического нагрева катода. Это может быть получено двумя способами: 1) с помощью электронов, испускаемых нагревательной спиралью для проведения тока (прямой нагрев), или 2) путем размещения нагревательной спирали в никелевом цилиндре, покрытом оксидом бария, который излучает электроны (косвенный нагрев). обогрев). Обычно используется метод непрямого нагрева.



5. Фотоэлектрическая эмиссия. В этом процессе энергия светового излучения, падающего на поверхность металла, передается свободным электронам внутри металла и ускоряет их в достаточной степени, чтобы они могли покинуть поверхность.

6. Автоэлектронная эмиссия или эмиссия с холодным катодом. Приложение сильного электрического поля (т. Е. Высокого положительного напряжения за пределами поверхности катода) буквально вытягивает электроны с поверхности материала из-за притяжения положительного поля. Чем сильнее поле, тем больше автоэлектронная эмиссия с холодной поверхности эмиттера.

7. Вторичная эмиссия. Когда высокоскоростные электроны внезапно ударяются о металлическую поверхность, они отдают свою кинетическую энергию электронам и атомам, на которые они ударяются.Некоторые из бомбардирующих электронов сталкиваются непосредственно со свободными электронами на поверхности металла и могут выбить их с поверхности. Электроны, освобожденные таким образом, известны как вторичные электроны эмиссии, поскольку первичные электроны из какого-то другого источника должны быть доступны для бомбардировки вторичной электронно-излучающей поверхности.

УПРАЖНЕНИЯ:

1. Контрольные вопросы:

1. От чего зависит действие электронной лампы? 2.Что присутствует в каждой трубке для создания потока электронов? 3. При каких температурах свободные электроны не могут покинуть поверхность катода? 4. Какие силы удерживают электроны внутри катодного вещества? 5. Что должны сделать электроны, чтобы убежать? 6. Что должны иметь электроны, чтобы преодолеть сдерживающие поверхностные силы? 7. Сколько существует методов получения электронной эмиссии? 8. Какие они? 9. Что сообщает внешнюю энергию электронам при термоэлектронной эмиссии? 10. Какая энергия используется для образования свободных электронов при фотоэмиссии? 11.Что такое автоэлектронная эмиссия?

12. Как получается вторичная эмиссия? 13. Какое излучение чаще всего используется в электронике?

2. Переводите международные слова без словаря.

катод, эмиттер, материал, цилиндр, часть, энергия, излучение, температура, термический, адекватный, абсолютный, специальный, эмиссия, электрон, обычно

3. Определите, к каким частям речи принадлежат эти слова, и переведите их :

реализовывать, выравнивать, электрифицировать, классифицировать, создавать, усиливать, расширять, увеличивать, расширять, аналогично, иначе, вперед, к, вверх, наружу, вниз

Текст 5 Прочтите и переведите текст.

ДИОДЫ

1. Простейшей комбинацией элементов, составляющих электронную лампу, является диод. Он состоит из катода, который служит для испускания электронов, и пластины или анода, окружающей катод, который действует как коллектор электронов. Оба электрода заключены в герметичную оболочку из стекла или металла. Если катод нагревается косвенно, должна быть спираль или нагреватель. Размер диодных трубок варьируется от крошечных металлических трубок до выпрямителей большого размера.Пластина обычно представляет собой полый металлический цилиндр из никеля, молибденового графита, тантала или железа.



2. Основной закон электричества гласит, что одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, а разные заряды притягиваются друг к другу. Электроны, испускаемые катодом электронной лампы, являются отрицательными электрическими зарядами. Эти заряды могут либо притягиваться, либо отталкиваться от пластины диодной лампы, в зависимости от того, заряжена пластина положительно или отрицательно.

3.Фактически, при приложении разности потенциалов (напряжения) от батареи или другого источника между пластиной и катодом диода внутри трубки создается электрическое поле. Силовые линии этого поля всегда проходят от отрицательно заряженного элемента к положительно заряженному. Электроны, будучи отрицательными электрическими зарядами, следуют направлению силовых линий в электрическом поле.

4. Установив электрическое поле правильной полярности между катодом и пластиной и «сформировав» силовые линии этого поля на определенных траекториях, 1 можно управлять движением электронов по желанию.Батарея подключается между пластиной и катодом диода, чтобы сделать пластину положительной по отношению к катоду, при этом силовые линии электрического поля проходят в направлении от катода к пластине.

5. И снова, приложение напряжения нагревателя приводит к эмиссии электронов с катода. Электроны следуют по силовым линиям к положительной пластине и ударяют по ней с высокой скоростью. Поскольку движущиеся заряды содержат электрический ток, поток электронов к пластине представляет собой электрический ток, называемый током пластины.

6. Достигнув пластины, электронный ток продолжает течь по внешней цепи, состоящей из соединительных проводов и батареи. Поступающие электроны поглощаются положительной клеммой батареи, и такое же количество электронов вытекает из отрицательной клеммы батареи и возвращается на катод, таким образом восполняя запас электронов, потерянных при эмиссии.

7. Пока катод трубки поддерживается при температурах излучения, а пластина остается положительной, ток пластины будет продолжать течь от катода к пластине внутри трубки и от пластины обратно к катоду через внешнюю цепь.

8. Теперь подключение батареи поменялось местами, чтобы сделать пластину отрицательной по отношению к катоду. Когда на нагреватель подается напряжение, катод испускает поток электронов. Однако эти электроны сильно отталкиваются от отрицательно заряженной пластины и стремятся заполнить межэлектродное пространство между катодом и пластиной. Поскольку электроны фактически не достигают пластины, трубка действует как разомкнутая цепь.

9. Общее количество электронов, испускаемых катодом диода, всегда одинаково при данной рабочей температуре.Напряжение на пластине (напряжение между пластиной и катодом), следовательно, не влияет на количество электронов, испускаемых катодом. Однако достигают ли эти электроны пластины на самом деле, определяется напряжением между пластиной и катодом 2 , а также явлением, известным как объемный заряд.

10. Термин пространственный заряд применяется к облаку электронов, которое образуется в межэлектродном пространстве между катодом и пластиной. Поскольку оно состоит из электронов, это облако представляет собой отрицательный заряд в межэлектродном пространстве, который оказывает отталкивающее действие на электроны, испускаемые катодом.Таким образом, эффект одного только этого отрицательного объемного заряда заключается в том, чтобы заставить значительную часть испускаемых электронов вернуться обратно в катод и предотвратить попадание других электронов на пластину.

11. Объемный заряд, однако, действует не сам по себе. Ему противодействует электрическое поле от положительной пластины, которое проникает сквозь объемный заряд, притягивая электроны и таким образом частично преодолевая его эффекты. При низких положительных напряжениях на пластине только ближайшие к пластине электроны притягиваются к ней и образуют небольшой ток пластины.Тогда объемный заряд сильно влияет на ограничение числа электронов, достигающих пластины.

12. По мере увеличения напряжения на пластине большее количество электронов притягивается к пластине через отрицательный объемный заряд и, соответственно, меньшее количество электронов отталкивается обратно на катод. Если напряжение на пластине сделать достаточно высоким, в конечном итоге достигается точка, в которой все электроны, испускаемые катодом, притягиваются к пластине, и влияние объемного заряда полностью преодолевается.Дальнейшее увеличение напряжения на пластине не может увеличить ток пластины через трубку, а эмиссия с катода ограничивает максимальный ток.

Дата: 02.07.2015; вид: 1267;

.

ЭЛЕМЕНТОВ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ. Волново-частичная двойственность свойств частиц материи. Волны де Бройля. Свойства волны де Бройля. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Волновая функция и ее физический смысл. Уравнение Шредингера. Движение свободной частицы. Частица в прямоугольнике "потенциального холма". Квантование энергии. Туннельный эффект. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Линейный гармонический осциллятор.

ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
Волново-частичная двойственность свойств частиц материи.
§ 1 волн Де Бройля

В 1924 году Луи де Бройль (французский физик) пришел к выводу, что дуальность света должна распространяться на частицы материи - электроны. Гипотеза де Бройля заключалась в том, что электрон, корпускулярные свойства (заряд, масса) которого изучаются в течение длительного времени, обладает еще и волновыми свойствами, т.е. при определенных условиях ведет себя как волна.

Количественные соотношения между корпускулярными и волновыми свойствами частиц, например для фотонов.

Идея Де Бройля заключалась в том, что это соотношение универсально и справедливо для всех волновых процессов. Любая частица с импульсом p соответствует длине волны, заданной де Бройлем.

- волна де Бройля

p = mv - импульс частицы, h - постоянная Планка.

Волны Де Бройля, которые иногда называют электронными волнами, не являются электромагнитными.

В 1927 году Дэвиссон и Гермер (У.S. Physicist) подтвердил гипотезу де Бройля, обнаружив дифракцию электронов на кристалле никеля. Пики дифракции соответствуют формуле Вульфа - Брэгга 2dsin j = n l, а длина волны Брэгга была точно равна

.

Дальнейшее подтверждение гипотезы де Бройля в экспериментах Л.С. Тартаковского и Х. Томсона, наблюдаемых дифракционной картиной при прохождении пучка быстрых электронов (, »50 кэВ) сквозь фольги из разных металлов.Затем была обнаружена дифракция нейтронов, протонов, атомных пучков и молекулярных пучков. Появились новые методы исследования материалов - нейтронография и электронография, электронная оптика.

Макроскопическое тело также должно обладать всеми свойствами ( м = 1 кг, следовательно, l = 6,62 · 10 - 3 1 м - не может быть обнаружено современными методами - поэтому макротело рассматривается только как тельца).

§ 2 Свойства волны де Бройля

  • Предположим, что частица массой m движется со скоростью v .Тогда фазовая скорость де Бройля

.

Поскольку c> v , то фаза скорость волн де Бройля быстрее света в вакууме ( v ph может быть больше, а может быть меньше, в отличие от группы).

Групповая скорость

2. Следовательно, групповая скорость волн де Бройля равна скорости частицы.
Для фотона

т.е. групповая скорость равна скорости света.

  • Волны Де Бройля имеют дисперсию. Подставляя в, мы получаем, что v ph = f (λ). Из-за дисперсии волны де Бройля можно представить в виде волнового пакета, так как он мгновенно «рассеивается» (исчезает) в течение 10 -26 с.

§ 3 из соотношение неопределенностей Гейзенберга

Микрочастицы в некоторых случаях ведут себя как волны, как и в других корпускулах.Они не применяют законы классической физики, частиц и волн. В квантовой физике доказано, что микрочастица не может применять концепцию пути, но мы можем сказать, что частица находится в заданном объеме пространства с некоторой вероятностью P . Уменьшая объем, мы уменьшим вероятность нахождения в нем частицы. Вероятностное описание траектории (или положения) частицы приводит к тому, что импульс, а следовательно, и скорость частицы могут быть определены с определенной точностью.

Далее, невозможно говорить о длине волны в данной точке, и из этого следует, что если нам просто даны координаты X , то мы ничего не можем сказать об импульсе частицы, потому что. Только рассматривая длинный участок DC, мы можем определить импульс частицы. Чем больше DC, тем лучше D и, наоборот, чем меньше DC, тем больше неопределенность при нахождении D .

Отношение неопределенности

Гейзенберга устанавливает предел для одновременного определения точности канонически сопряженных переменных , которые включают положение и импульс, энергию и время.

Соотношение неопределенностей Гейзенберга : произведение двух сопряженных величин - величины неопределенностей не могут быть на порядок меньше постоянной Планка h

(иногда пишется)

Итак. для микрочастиц нет состояний, в которых их положение и импульс одновременно имели бы точные значения. Чем меньше неопределенность одного значения, тем больше неопределенность другого.

Соотношение неопределенности является квантовым пределом применимости классической механики к микрообъектам .

Чем больше м , тем меньше погрешность определения положения и скорости. на высоте м = 10 -12 кг, ℓ = 10 -6 и Δ x = 1% ℓ, Δ v = 6,62 · 10 -14 м / с, т.е. будет иметь отсутствие эффекта на всех скоростях, с которыми может двигаться пыль, т.е.е. арматуры по своим волновым свойствам роли не играют

Пусть электрон движется в атоме водорода. Предположим, что Δ x »10 -10 м (размером с атом, т.е. электрон принадлежит данному атому). Тогда

Δ v = 7,27 · 10 6 м / с. Согласно классической механике, движение радиуса r »0,5 · 10 - 1 0 м; v = 2,3 · 10 -6 м / с.Т.е. Неопределенность скорости на порядок больше скорости, поэтому нельзя применить законы классической механики к микромиру.

Из соотношения следует, что система, имеющая срок службы D t , не может быть охарактеризована конкретным значением энергии. Энергетический разброс с уменьшением среднего времени жизни. Следовательно, частота испускаемого фотона также должна иметь неопределенность Dn = D E / h , т.е.е. спектральные линии имеют определенную ширину n ± D E / h , будут размыты. Измеряя ширину спектральных линий, можно оценить порядок времени жизни атома в возбужденном состоянии.

§ 4 Волновая функция и ее физический смысл

Наблюдаемые дифрактограммы микрочастиц характеризуют неравномерное распределение потоков твердых частиц в разных направлениях - есть минимум и максимум в другом направлении.Наличие пиков на дифрактограмме свидетельствует о том, что эти линии распространяются волной де Бройля с наибольшей интенсивностью. Но интенсивность будет максимальной, если в этом направлении тянется максимальное количество частиц. Т.е. Картина дифракции для микрочастиц является проявлением статистических (вероятностных) законов распределения частиц, где интенсивность волны де Бройля максимальна, а там больше и больше частиц.
Волны де Бройля в квантовой механике рассматриваются как волны с вероятностью , то есть вероятность нахождения частицы в разных точках пространства изменяет волновой закон (т.е. ~ - iωt ). Но для некоторых точек вероятность будет отрицательной (т.е. частица не попадает в эту область.) Макс Борн (немецкий физик) предполагает, что волна не меняет сам закон вероятности, а амплитуду вероятности , которая также называется волновой функцией или y-функцией (psi - функцией).

Волновая функция - функция положения и времени .

Квадратный модуль psi-функции дает вероятность того, что частица будет найдена в пределах объема d V - физический смысл не фунт-функция, а квадрат ее модуля.

Ψ * - функция комплексного сопряжения с Ψ

(z = a + ib, z * = a- ib, z * - комплексное сопряжение)

Если частица находится в конечном объеме V , то способность обнаружить ее в этом объеме равна 1 (определенное событие)

= 1 ⇒

В квантовой механике предполагается, что Ψ и , где A = const, описывают одно и то же состояние частицы.Следовательно,

- условие нормализации

Интеграл

,, означает, что он рассчитан на неограниченный объем (пространство).

г - функция должна быть

1) окончательный (поскольку P не может быть больше 1)

2) уникальный (вы не можете найти частицу при постоянных условиях с вероятностью скажем 0,01 и 0,9, как вероятность быть уникальной).

3) непрерывный (из непрерывности пространства.Всегда есть вероятность найти частицу в разных точках пространства, но в разных точках она будет разной)
4) волновая функция удовлетворяет принципу суперпозиции : если система может находиться в разных состояниях, описываемых волновыми функциями y 1 , y 2 ... y n , то она может быть в состояние y, описываемое линейной комбинацией этих функций:

n (n = 1,2...) - любое количество.

С помощью волновой функции вычисляет среднее значение любой физической величины частицы

§ 5 Уравнение Шредингера

Уравнение Шредингера, как и другие основные уравнения физики (уравнения Ньютона, Максвелла), не выведены, а постулируются. Его следует рассматривать как исходное базовое предположение, справедливость которого подтверждается тем фактом, что все вытекающие из него последствия точно согласуются с экспериментальными данными.

(1)

- Временное уравнение Шредингера.

- набла - оператор Лапласа

- потенциальная функция частицы в силовом поле,

Ψ (y, z, t) - неизвестная функция
Если силовое поле, в котором движется частица, стационарно (т.е. не меняется со временем), функция U не зависит от времени и смысла потенциальной энергии.В этом случае решение уравнения Шредингера (т.е. Ψ - функция) может быть представлено как произведение двух факторов - один зависит только от координат, другой - только от времени:

(2)

- полная энергия частицы, постоянная в стационарном поле.
Подставляем (2) → (1):

(3)

- Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
Решений бесконечно много. Применяя граничные условия, принимаются решения, имеющие физический смысл.
Граничные условия:
волновые функции должны быть regula r, т.е.
1) конечный;
2) уникальный;
3) непрерывный.
Решения, удовлетворяющие уравнению Шредингера, называют собственными функциями , а соответствующее значение энергии - собственными значениями энергии ??. Набор собственных значений называется спектром величины величины.Если E n принимает дискретные значения, спектр - дискретный , если непрерывный - непрерывный или непрерывный .

§ 6 Движение свободной частицы


Частица называется свободной, если она не является силовым полем, т.е. U = 0.

Уравнение Шредингера для стационарных состояний в случаях:

Его решение: Ψ ( x ) = ikx , где = const , k = const

И собственные значения энергии:

Поскольку k может принимать любое значение, то, следовательно, E может принимать любое значение, т.е.е. Энергетический спектр непрерывный .
Временная волновая функция

(- волновое уравнение)

Т.е. плоские монохромные волны де Бройля.

§7 Частица в «потенциальной яме» прямоугольной формы.

Квантование энергии.

Мы находим собственные значения энергии ?? и соответствующие собственные функции для частицы в одномерной бесконечно глубокой потенциальной яме.Предположим, что частица может двигаться только вдоль оси x . Пусть движение частиц ограничено непроницаемыми стенками x = 0 и x = . Потенциальная энергия U составляет:

Уравнение Шредингера для стационарных состояний для одномерной задачи

В потенциальную яму за пределы ямы частица попасть не сможет, поэтому вероятность найти частицу вне ямы равна 0.Следовательно, Ψ вне скважины равно 0. Из условий непрерывности = 0 и на границах скважины (0) = Ψ () = 0

Внутри скважины (0 ≤ x ≤ ℓ) U = 0 и уравнение Шредингера.

, набрав получить

Общее решение

;

из граничных условий следует

у (0) = 0,

т.

= 0

Следовательно,

Из граничного условия

подписчиков


.

Затем

Энергия частиц E n в «потенциальной яме» с бесконечно высокими стенками принимает только определенные дискретные значения , т.е.е. квантованный. Квантованные энергии E n называются уровнями энергии , а число n , обозначающим энергетические уровни частицы, называется главным квантовым числом . Т.е. частицы в «потенциальной яме» могут иметь только определенный уровень энергии E n (или находятся в квантовом состоянии n)

Собственные функции:

найдено из условия нормализации

- плотность вероятности.Из рис. Видно, что плотность вероятности изменяется с n : n = 1 частица скорее всего будет в середине колодца, но не по краям, при n = 2 - будет либо слева, либо правая половина, но не посередине ну и не по краям и т. д. нельзя говорить о траектории частицы.

Энергетический интервал между соседними энергетическими уровнями:

Когда n = 1 имеет самую низкую энергию, отличную от нуля

Из принципа неопределенности следует минимум энергии, потому что,

С увеличением n расстояние между уровнями уменьшается, когда n → ∞ n почти непрерывно, т.е.е. разрыв сглаживается, т.е. соответствие Бора принцип : при больших значениях квантовых чисел законы квантовой механики становятся законами классической физики.
Общая интерпретация принцип соответствия : любая новая, более общая теория является расширением классической, не отвергает ее полностью, а включает классическую, указывая на пределы ее применимости.

§ 8 Туннельный эффект.
Прохождение частицы через потенциальный барьер

Для классической частицы: при E > U , она проходит через барьер на E < U - отражается от него, для кванта: при E > U - это вероятность того, что частица отражается, для E < U - вероятность того, что она пройдет через барьер.

Потенциальная энергия

:

Уравнение Шредингера для области 1 и 3:

для региона 2:

Решение этих дифференциальных уравнений:

для 1;

для 2;

Для 3:

Временная волновая функция для области 1:


Поскольку в области 3 возможно распространение только прошедшей волны, то ⇒, 3 = 0.

В области 2 решение зависит от соотношения > U или < U . Интересует случай < U .

q = i b , где

Тогда решение уравнения Шредингера можно записать как:

для 1;

для 2;

Для 3:

Качественный вид функций, представленных на рис.2. Из рис. 2 видно, что функция не равна нулю внутри барьера, а в 3 имеет вид волны де Бройля, если барьер не очень широкий.
Явление «проникновения» частицы через потенциальный барьер называется туннельным эффектом. Туннельный эффект - это специфический квантовый эффект. Прохождение частицы можно объяснить с помощью принципа неопределенности: неопределенность импульса D в интервале D x = составляет. Связанный с этим разброс кинетической энергии импульса может быть достаточным для того, чтобы полная энергия частиц была больше потенциального энергетического барьера.

§ 9 T линейный генератор гармоник

Линейный гармонический осциллятор - система, совершающая одномерное колебательное движение с помощью квазиупругой силы - представляет собой модель для исследования колебательного движения.

В классической физике - это пружина, физический и математический маятник. В квантовой физике - квантовый осциллятор.

Запись потенциальной энергии в виде

Уравнение Шредингера можно записать как:

Тогда собственные значения энергии:

я.е. энергия квантового осциллятора принимает дискретные значения, т.е. квантованная. Минимальное значение - энергия нулевой точки - является результатом неопределенности так же, как и в случае частицы в «потенциальной яме».

Наличие нулевой точки означает, что частицы не могут упасть на дно скважины, так как в этом случае будет точно определен ее импульс p = 0, D p = 0, ⇒, D x = ∞ - не соответствует соотношению неопределенностей. Наличие нулевой энергии противоречит классическим представлениям, согласно которым E мин = 0.- уровни энергии расположены на равном расстоянии друг от друга. Квантовый анализ показывает, что частицу можно обнаружить за пределами области. По классической трактовке только в пределах - x x x (рис..2).

.

ЕДИНИЦА 9. Текст: «Энергия».

I. Найдите слова в словаре. Запишите их и узнайте.

тепло, звук, лучистая энергия, ядерная энергия, в силу, равняться, увеличивать, уменьшать, поступательное, вращательное, вращать, Рентгеновские лучи, упругие, давление, среда, расщеплять, ядерное деление, синтез, продольная, поперечная, длина волны

II.Прочитай текст. При необходимости воспользуйтесь словарем.

Текст: «Энергия».

Энергию можно определить как способность выполнять работу. Физики подразделяют энергию на несколько типов: кинетическая, потенциальная, тепловая, звуковая, лучистая (например, световая), а также электрическая, химическая и ядерная энергия.

Кинетической энергией обладает движущийся объект в силу своего движения. Он равен работе, проделанной для ускорения объекта до определенной скорости; он также равен работе, проделанной для остановки движущегося объекта.Две основные формы кинетической энергии известны как поступательная и вращательная. Первым обладает объект, перемещающийся из одного положения в другое. Второй - это вращающиеся объекты, которые вращаются вокруг оси и поэтому периодически возвращаются в одно и то же положение.

Объект обладает потенциальной энергией в силу своего положения. Два общих типа - это гравитационная и упругая потенциальная энергия.

Объект обладает теплотой, или тепловой энергией, благодаря своей температуре.Фактически, это просто форма кинетической энергии, потому что температура вещества зависит от движения составляющих его атомов или молекул; чем выше его температура, тем быстрее движутся молекулы.

Энергия излучения состоит из электромагнитного излучения и включает радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение и рентгеновские лучи. Единственная форма энергии, которая может существовать в отсутствие материи, состоит из волнового движения в электрическом и магнитном полях. Лучистая энергия излучается, когда электроны внутри атомов падают с более высокого уровня на более низкий и высвобождают «избыточную» энергию в виде излучения.

Звуковая энергия состоит из движущихся волн давления в такой среде, как воздух, вода или металл. Они состоят из колебаний молекул среды.

Материя, которая приобрела или потеряла электрический заряд, имеет электрическую энергию. Движение зарядов представляет собой электрический ток, который течет между двумя объектами с разными потенциалами, когда они соединяются проводником.

Химической энергией обладают вещества, которые подвергаются химической реакции, например горению.Он хранится в химических связях между атомами, составляющими молекулы вещества.

Ядерная энергия образуется, когда ядра атомов изменяются в результате расщепления или соединения вместе. Процесс расщепления известен как ядерное деление, а соединение - как ядерный синтез. Такие изменения могут сопровождаться высвобождением огромного количества энергии в форме тепла, света и радиоактивности (излучение атомных частиц или гамма-излучение, или и то, и другое).

Когда объект теряет или приобретает один тип энергии, другой вид соответственно приобретается или теряется.Общее количество энергии, которым обладает объект, остается неизменным. Это явление является принципом сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а только преобразована в другие формы.

Если рассматривать массу и энергию вместе, общее количество массы и энергии остается неизменным. Следовательно, принцип сохранения массы был преобразован в так называемый принцип сохранения массы-энергии. Теория относительности показывает, что масса и энергия могут считаться полностью взаимопревращаемыми, а количество энергии, производимой при разрушении материи, определяется хорошо известным уравнением E = mc 2 ( E - это высвобожденной энергии, м - это разрушенная масса, а c - скорость света).

Передача энергии. Энергия часто передается волновыми движениями, и по этой причине изучение волн имеет решающее значение в физике - от волновой механики атома до исследования гравитационных волн, создаваемых черными дырами. В общем, бегущая волна - это движение возмущения от источника, и энергия переносится, когда возмущение движется наружу.

Если создаваемое возмущение параллельно направлению движения энергии, волна называется продольной; звуковые волны относятся к этому типу.Если возмущение перпендикулярно направлению движения энергии - как в случае электромагнитного излучения и волн на поверхности воды - тогда волна поперечная.

Четыре свойства волны можно выделить и математически описать: длину волны, частоту, скорость и амплитуду.

III. Найдите существительное в каждой строке и переведите его. Переведите также подчеркнутые слова.

а) Электрические, тепловые, состоят, претерпевают, поперечные;

б) Частота нормальная, следовательно, включить, изменить;

c) конвертируемый, обладающий, термический, длина волны, определяющий;

г) Продольное, математически, наружу, умножение, уравнение;

д) Помехи, ненормальные, просто испускающие, огромные;

е) Ускорение, в частности, вращательное, ось, невидимая;

г) Перевод, вращение, периодически, нечасто, дирижер.

IV. Практикуйте следующие модели речи.

Паттерн 1. Энергия определяется как способность выполнять работу.

1. электрон - точечное электрическое изменение

2. плазма - четвертое состояние вещества

3. сила - агент, способный изменять состояние покоя или движения объекта

4. масса - сопротивление объекта любому изменению его состояния под действием силы.

5. гравитация - сила взаимного притяжения между объектами, имеющими массу

.

Образец 2. Физики классифицируют энергию на несколько типов: кинетическая, потенциальная, тепловая, звуковая, лучистая, электрическая, химическая и ядерная.

1. Физические науки в нескольких областях: механика, звук, тепло, электричество и т. Д.

2. частицы на несколько типов: электроны, протоны, нейтроны и т. Д.

3. состояния вещества на несколько типов: твердое, жидкое, газовое, плазменное

4.твердые тела на два типа: «истинные» и аморфные

5. вещества в растворах двух типов: кристаллоиды и коллоиды

6. различные типы движения: линейное, круговое и простое гармоническое движение

Паттерн 3. Две основные формы кинетической энергии известны как поступательная и вращательная.

1. Два раздела физики - экспериментальная и теоретическая физика

2. четыре состояния вещества - твердое, газообразное, жидкое и плазменное

3.три основных типа сил - силы гравитации, трения и вязкости

4. два основных типа веществ в растворах - коллоиды и кристаллоиды

5. два типа твердых тел - «истинные» и аморфные

Паттерн 4. Кинетическая энергия объекта достигается благодаря его движению.

1. поступательная энергия - ее движение из одного положения в другое

2. энергия вращения - его вращение вокруг оси

3.потенциальная энергия - ее позиция

4. тепловая энергия - ее температура

5. электрическая энергия - получение или потеря электрического заряда

6. химическая энергия - химическая реакция

Шаблон 5. Изучение волн имеет решающее значение в физике.

1. гравитация

2. частицы

3. энергия

4. состояния вещества

5.необычные состояния вещества

6. 7. твердые

8. жидкости

9. газы

V. Найдите предложения, которых нет в тексте.

VI. Найдите в тексте английские эквиваленты.

VII. Найдите в тексте русские эквиваленты следующих выражений.

VIII.Заполнить недостающие слова.

IX. При необходимости введите предлоги.

X. Определите, истинны ли предложения или нет.

XI. Ответь на вопрос.

XII. Задайте вопрос к следующим предложениям.

XIII. Продиктуйте своим однокурсникам следующие предложения на английском языке. Проверьте их вместе.

XIV. Диктант-перевод.

.

Смотрите также