Квантовая физика 3 страница

-энергия, - постоянная Планка

Ответ:

88) НТ-1 Для того, чтобы квадрат модуля волновой функции определял плотность вероятности обнаружения частицы в элементе объёма d³r(dx,dy,dz) используют условие нормировки

V – весь объём пространства.

Это условие для нормировки волновой функции де-Бройля (ψ_Б)?

А) Можно и нужно.

В) Можно, если частица локализована в пространстве.

С) Можно, если ψ_Б – сферическая или цилиндрическая волна.

*D) Нельзя, т.к. ψ_Б – неограниченная плоская волна.

89) НТ-2 Известно, что свободная частица массой «m» находится в состоянии свободного движения вдоль оси z, а длина волны де Бройля равна λ_Б. .Запишите формулу для волновой поверхности де Бройля, используя шаблон

-произвольная постоянная,

Ответ:

90) НТ2 Фазовая скорость волны де Бройля

А) равна скорости частоты

*В) всегда больше скорости частоты и равна

С) зависит от массы микрочастицы и может быть как больше, так и меньше скорости света

91)НТ3 приведите формулу для фазовой скорости волны де Бройля по шаблону

Ответ:

92)НТ2 Групповая скорость волн де Бройля

А) равна скорости частицы, т.к. групповая скорость определяет перемещение волнового полета, который характеризует локализацию микрочастицы в каждый момент времени

В) всегда меньше скорости частицы, т.к. “ волны ’ обладают дисперсией

С) всегда больше скорости частицы, т.к. эти “ волны ’ обладают дисперсией

Д) не существует, т. к. свободная частота не может описываться волновым пакетом.

93) НТ-1 Полный набор физических величин в квантовой физике это -

*А) вся совокупность физических характеристик системы, имеющих в рассматриваемых условиях определённое значение и позволяющих в этой связи однозначно задать состояние (движение), т. е. волновую функцию объекта.

В) вся совокупность начальных условий движения объекта, позволяющая определить с помощью уравнения движения будущие значения его динамических переменных ( и т.п.)

С) всегда значения компонент импульса частиц и проекций их спина, через которые определяется главный параметр – энергия частицы.

D) всегда значения компонент импульса или момента импульса (при вращательном движении), частицы, позволяющие определить её энергию.

94) НТ1 Полный набор физических величин, задающих состояние(движение) математических объектов

А) имеет место в квантовой физике и отсутствует в классической физике

*В) В квантовой физике всегда меньше, чем в классической.

С) В квантовой физике может быть как больше, так и меньше, чем в классической.

Д) В квантовой физике он меньше или равен полному набору классического описания

95) Физические волны из полного набора для микрообъектов

А) имеют определенное значение в рассматриваемом состоянии.

В) могут быть измерены одновременно или последовательно с любой доступной степенью тонности, т.к измерение одной из них не приводит к неконтролируемому изменению другой.

С)могут измерены одновременно, но не последовательно т. к. измерение одной из них “разрушает ”состояние микрообъекта.

Д) с любой доступной степенью точности может быть измерена только одна величина, т. к. ее измерение полностью разрушает состояние

Определите все неверные ответы

Ответ: С, Д

96) тНТ1 волновая функция и состояние движения квантового объекта будет полностью задано, если определены

А) все физические величины из полного набора

В) импульс и энергия объекта

С) вектора импульса и момента импульса объекта, т.к. они зададут его энергию

Д0 в каждый момент времени его координаты и компоненты импульса

Неверные ответы: В,С,Д.

97)НТ1 Дифракция электронов имеет место, потому что

*А) каждый электрон воспринимает (“чувствует”) окружающую его обстановку(дифракционную систему) нелокально.

В) электроны, проходя через дифракционную систему, взаимодействуют между собой.

С) после прохождения дифракционной решетки каждый электрон делится на волновые пакеты, которые, как и обычные волны, интерферируют между собой на приемном экране.

Д) до прохождения дифракционной системы траектория каждого электронов не определена и он может “пройти” через любое из пускающих его отверстий.

98)НТ1 Если , где -объем всего пространства, в котором , то

А) равен плотности вероятности обращения микрочастицы в состояние с в элементе объема с координатами , , , , ,

В) равен плотности вероятности обнаружения микрочастицы в пределах объема

С) определяет вероятность обнаружения микрочастицы в любом единичном объеме(в пределах )

Д) будет пропорциональна вероятности обнаружения микрочастицы в объеме

Неверные ответы: В,С,Д

99) НТ1 если , где -объем в котором локализована микрочастица, то произведение

А) равно плотности вероятности обнаружения микрообъекта в элементах объема с координатами , , , , ,

В) определяет вероятность нахождения объема , расположенного в любом месте объема

*С) определяет вероятность нахождения объема , ограниченного координатами

Д) не имеет физического смысла, носителем которого является только

100)НТ1 Известно, что впервые дифракцию наблюдали на кристаллах твердых тел. Это связано с тем, что для наблюдения дифракции длина волны де Бройля () должна быть:

А) много больше постоянной “дифракционной решетки”(а)

В) много меньше постоянной решетки(а)

*С) меньше, но сравнимой с ”а”

Д) больше, но сравнимой с ”а”

101)НТ2 Известно, что впервые дифракцию наблюдали на кристаллах твердых тел. Простейшее описание такой дифракции используют условие максимумов Вульфа-Брена. Приведите формулу для этого условия по шаблону:

-постоянная кристаллической решетки(расстояние между атомными “слоями”)

-угол “сложения”

=1,2,3,-порядоу дифракционного максимума

-длина волны де Бройля

Ответ:

102) НТ-1 Чтобы доказать, что микрочастицы обладают волновыми свойствами необходимо обнаружить…

А) также как и для волн, их деление на более мелкие части (дробление) при прохождении различных препятствий.

В) возможность их попадания в разные точки приёмного блока (экрана) при прохождении малых отверстий.

*С) для отдельных частиц явление дифракции и интерференции.

D) явление дифракции (интерференции) для потока одинаковых частиц.

103) НТ-1 Чёткая дифракция электронов от двух малых отверстий с размером «», центры которые

расположены на расстоянии d будет наблюдаться

А) при d ≤ λ_Б, λ_Б - длина волны де-Бройля

*B) если λ_Б < d

C) при ≥r_e радиуса электрона, соотношение между λ_Б и d не имеет значения.

D) всегда, если электрон обладает волновыми свойствами (т.к. электрон точечный объект)

104) НТ-1 Полным набором физических величин в классической физике является…

А) импульсы и скорости каждой из частиц , позволяющие определить энергию и направление движения.

*В) координаты и скорости (импульсы) каждой из частиц в некоторый момент t_0, позволяющие с помощью уравнений движения найти траекторию (т.е. предсказать будущее частиц).

С) те же физические величины, что и в квантовой физике, но теперь имеющие определённые значения.

D) координаты частиц в каждый момент времени x(t), y(t), z(t) (т.е. множество их значений), т.к. связь между ними ()даёт траекторию движения.

105) НТ-1 При свободном движении микрочастицы полным набором физических величин, определяющих

состояние её движения в пространстве является…

А) координаты (x, y, z) и энергия ε частицы.

* В) Три компоненты вектора импульса частицы.

С) постоянная Планка ћ и три компоненты вектора импульса.

D) три компоненты вектора импульса и энергия.

107) НТ-2 Микрочастица массой m и зарядом q ускорена разностью потенциалов U. Приведите формулу для длины волны де Бройля, используя шаблон:

Ответ:

Задача 3.7) НТ-2 Длина волны де-Бройля электрона оказалась равной λ_Б ≈ 1,08∙10^{-10 м. Разность потенциалов, которую прошёл электрон равна} U = …(округлить до целых десятков))

Ответ: 130

Задача 3.8) НТ-2 Энергия ионизации атома водорода ε⁽ⁱ⁾ = 13,6 эВ, а его размер принимают равный удвоенному радиусу первой боровской орбиты . Отношение длины волны де-Бройля λ_Б(Е⁽ⁱ⁾) для указанной энергии к длине окружности 2πr_Б = L_Б:

А)

B)

C)

* D)

Задача3.9) HT-3 Электрон движется по окружности радиуса 1мм в однородном магнитном поле В = 10 ^-3 Тл (~ магнитного поля Земли). Длина волны де-Бройля такого электрона равна λ_Б ≈ … (округлить до целых единиц)

Ответ: 4

108) НТ-1 Квадрат амплитуды электромагнитной волны определяет плотность энергии электромагнитного поля в рассматриваемом элементе объёма пространства. Квадрат модуля волновой функции определяет…

А) также плотность энергии, содержащейся в пучке частиц в данном элементе объёма.

В) характер движения микрочастицы в рассматриваемом элементе объёма.

С) эффективность влияния окружающей среды на движение микрообъектов.

* D) плотность вероятности обнаружения микрочастицы в заданном элементе объёма пространства

109) НТ-2 Групповая скорость электромагнитных волн определяет скорость переноса энергии волной. Групповая скорость волн де-Бройля равна….

А) также скорости переноса энергии микрочастицами.

*В) классической скорости движения микрообъектов.

С) скорости обмена импульсами между микрочастицами.

D) средней скорости движения микрочастиц.

110) НТ-3 Фазовая скорость (υ_Б) волны де-Бройля ψ_Б …

А) определяет скорость её распространения в пространстве.

В) определяет скорость перемещения плоскости постоянной фазы.

С) это скорость движения микрочастицы.

*D) не имеет физического смысла, т.к. физическим содержанием обладает только несёт |ψ_Б |² и υ_Б > c.

111) НТ-2 Фазовая скорость () волны де-Бройля ψ_Б …

А) всегда < c, т.к. в природе не наблюдаются движения > c.

В) всегда > c и не имеет физического смысла.

С) может быть < c либо ≥ c в зависимости от условий движения.

D) всегда = c, т.к. - описывает состояние свободного движения микрочастицы и информация о её движении из одной области пространства в другую передаётся со скоростью света – “c”

112) НТ-3 Известно, что релятивистское выражение для энергии микрочастиц с массой m и импульсом р имеет вид . Фазовая скорость (υ_Б) волн де-Бройля ψ_Б для р² << m²c² равна = …

Ответ:

112) НТ-3 Установите все возможные (квантовые) соответствия, если ε – энергия, р – импульс, – классическая скорость, m – масса свободной частицы, k – волновое число, – фазовая скорость волны де-Бройля

А) ε А) ћk

В) р В)

С) С)

D) D)

Ответ: А-В, В-А, С-Д, Д-С

113) НТ-1 Основной принцип квантовой физики утверждает:

А) Законы движения любых материальных объектов носят вероятный характер.

В)Описание движения микрочастиц методами теории вероятностей обусловлено наличием некоторых скрытных параметров у микрочастиц, которые в настоящее время определить не удается.

С) Вероятностные (статистические) описания движения микрообъектов исключает такое предсказание любых событий и параметров физических систем. Возможно усредненное описание движения.

Д) Статистическое описание некоторых событий в квантовых системах.

Неверные ответы: В,С.

114)НТ-1 Последовательное использование принципов квантовой механики приводит к выводу:

траектория, как последовательность строго определенных месторасположений элементов материи в пространстве, отсутствует:

А) только у микрочастиц

В) у микрочастиц только при их свободном движении

*С) у любых объектов, но для макроскопических тел квантовой неопределенностью их месторасположения практически всегда можно пренебречь.

Д)У микрочастиц, т. к. в набор физических величин, определяющих их состояние движения в заданных условиях пока не удается включить “скрытые” параметры, позволяющие исключить квантовую неопределенность движения.

115) НТ-1 В квантовой физике «канонически сопряжёнными» называют динамические физические величины…

*А) которые в одном и том же состоянии (движения) микрообъектов в сочетании не имеют определённого значения.

В) если измеренные значения одних величин не зависят от соответствующего измерения других.

С) когда измерения одних величин некоторым закономерным образом меняют другие.

D) если произведение одновременно измеренных значений равно неизменной константе ab = const.

116) НТ-2 В классической механике движение объектов описывают его координатами (x, y, z) и импульсами (p_x, p_y, p_z). Квантовая физика утверждает, что канонически сопряжёнными являются пары:

А) p_x, p_y; p_у, p_z; p_z, p_x

* B) p_x, x; p_у, y; p_z, z

C) p_x, y; p_у, z и т.д.

D) все эти величины не являются канонически сопряжёнными.

117) НТ-1 Установите все возможные сочетания для приведённых канонически сопряжённых переменных и, используя постоянную Планка ћ, приведите для них соответствующие неравенства

А) Δp_x A) Δz

B) Δp_y B) Δr

C) Δp_z C) Δy

D) Δp_r D) Δx

Ответ: А, Д, А, В, C?$C?F$L?D/

118) НТ-1 Частица локализована в интервале координат Δx, Δy, Δz. Приведите соотношения неопределённости Гайзенберга, используя шаблоны:

Ответ: , ,

Ответ:

задача) НТ-1 Диаметр атома водорода 2а₀ ≈ 1∙10^-16м. Масса электрона кг.Неопределённость скорости (Δ )электрона в атоме составляет…

А) Δ ≈ 10² м/с

*В) Δ ≈ 10⁸ см/с

С) Δ ≈ м/с

D) Δ = 0, т.к. электрон вращается по окружности.

задача) НТ-1 Локализация центра шарика, массой m = 1мг и протона (m_p = 1,7 ∙ 10 ^-27 кг) заданы с неопределённостью Δx = 1мкм. Неопределённости скорости частиц Δ ,соответственно,равна…:

А) 0,

В) 0,

С) ,

Д) , 10

Ответ:

задача) НТ-1 Область локализации частицы по х составляет , где λ_Б – длина волны де-Бройля. Отношение неопределённости скорости к среднему значению её модуля по х () составляет…

*А) ≈ 1

В) 10 ^-2

С) 10 ^-4

D) → 0

задача) Электрон с кинетической энергией Е = 3 эВ находится в металлической пластинке d = 1мкм. Отношение неопределённости скорости электрона к её среднему значению ()составляет… =…. (первая цифра для n, вторая для k)

Ответ

119) НТ-1 Процесс измерения энергии у некоторого объека длится втечение τ(с).Используя приведенный шаблон, запишите формулу для оценки максимальной точности, с которой возможно определение энергии этого объекта.

- импульс, -область локализации частицы при измерении, -расстояние, -радиус “Боровской” орбиты.

Ответ:

задача) НТ-2 В некотором опыте для определения импульса монохроматичного пучка электронов (прошедших одинаковую ускоряющую разность электрических потенциалов), их тормозят на участке Δх ≈ 1 мкм. Минимальный разброс, измеряемой скорости в опыте составляет:

Δ ≈ (оценить значения n. Например: -1;3 и т. д.)

Ответ: 2

120) НТ-2 В оптическом диапазоне излучения электромагнитных волн возбуждёнными атомами характерное время жизни возбуждённых состояний составляет τ_r ≈ 10 ^-8 c. Такие возбуждённые атомы будут излучать…

А) строго на частоте перехода, определяемой правилом частот Бора hν_mn =(ε_m – ε_n)

*B) вблизи hν_mn в полосе Δν ≈ 10 ⁸ с ^-1, но каждый фотон будет иметь определённую энергию hν.

С) вблизи hν_mn в полосе Δν ≈ 10 ^-8 с ^-1, так что у каждого фотона не будет определённой частоты (и энергии).

D) каждый атом в одном акте целый набор фотонов с частотами в интервале

121) НТ-2 Находясь в возбуждённом состоянии втечение времени τ_r, любая микрочастица в этом состоянии…

*А) не имеет определённой энергии, которая будет находиться в интервале

B) имеет конкретное значение энергии, но у разных частиц эти значения будут “лежать”в интервале

С) всегда обладает определённой энергией, т.к. все состояния отдельных микрочастиц всегда стационарны.

D) постепенно уменьшает свою энергию с характерным временем τ_r, также как это происходит при затухающих колебаниях.

122)НТ! Для любого ответа каноническое сопряжение величины:

А) никогда не имеет определенных значений

В) никогда не входит в полный набор физических величин, определяющих состояние физической системы.

*С) не входит в полный набор одновременно

Дата добавления: 2015-08-05