Атомная и ядерная физика

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

[pic 1]

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей и технической физики

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Вариант 26

По дисциплине        Физика        

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема работы        Атомная и ядерная физика        

Выполнил: студент гр.                НГД-21-2                                        Чугров И.Д.

        (шифр группы)        (подпись)        (Ф.И.О.)

Оценка:        

Дата:        

Санкт-Петербург

2022

Ⅰ.     Условие задачи

1. Найдите наиболее вероятное расстояние электрона от ядра в состоянии n1
2. Определите максимальное количество электронов, находящихся в состояниях, описываемых данным главным квантовым числом n1
3. Определите модуль орбитального момента импульса электрона при заданном n1
4. Найдите все возможные проекции орбитального момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля, при заданном главном квантовом числе n1

Какое максимальное число проекций момента импульса на направление внешнего магнитного поля возможно в этом случае?

1. Найдите модуль магнитного момента электрона [pic 2]
2. Определите все возможные проекции магнитного момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля  при заданном главном числе n1[pic 3]
3. Чему равен максимально возможный, при заданном n1, полный момент импульса электрона ? Определите для этого случая g – фактор Ланде[pic 4]

ⅠⅠ.    Краткое теоретическое содержание

1.     Явление, изучаемое в работе.

        В данной работе изучается положение и состояние электрона в атоме.

2.     Определение основных физических понятий

 Ядро - Центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса. Оно заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. 

Электрон - устойчивая элементарная с отрицательным зарядом, равным одному элементарному электрическому заряду e =1,602*10-19 Кл, и массой покоя 9,1*10-31 кг

Главное квантовое число – целое число, определяющее энергетические уровни электрона в атоме

           Орбитальный момент импульса электрона – момент количества движения частицы, обусловленный её движением в пространстве

           Множитель Ланде (g – фактор Ланде) – множитель в формуле для расщепления уровней энергии в магнитном поле, определяющий масштаб расщепления в относительных единицах

3. Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы

         Наиболее вероятное расстояние электрона от ядра

                                                       (1)[pic 5]

 где  = 8,85*10-12 Ф*м-1 – электрическая постоянная[pic 6]

 = 1,0546*10-34 Дж*с – приведённая постоянная Планка (Планка-Дирака)[pic 7]

 = 9,11*10-31 кг – масса одного электрона[pic 8]

 = 1,602*10-19 Кл – элементарный заряд (заряд одного электрона) [pic 9]

 - зарядовое число ядра[pic 10]

 – главное квантовое число[pic 11]

Максимальное число электронов

                                                    (2)[pic 12]

Модуль орбитального момента импульса электрона

                                                 (3)[pic 13]

 – орбитальное квантовое число[pic 14]

           Проекция момента импульса на ось

                                                       (4)[pic 15]

Где  – магнитное квантовое число[pic 16]