т.е. тело, полностью поглощающее падающее на него излучение всех частот.
4.1
Автоэлектронная эмиссия
Испускание электронов поверхностью твердого или жидкого тел под действием сильного электрического поля (иначе – холодная эмиссия).
5.5
Агрегатные состояния вещества
Газообразное, жидкое и твердое состояния вещества, которые отличаются по характеру теплового движения молекул (атомов, ионов).
Адроны
Сильно взаимодействующие элементарные частицы. К адронам относятся барионы (нуклоны и гипероны), относящиеся к семейству фермионов - частицам с полуцелым спином, и мезоны, относящиеся к семейству бозонов – частицам с целочисленным спином.
6.2
Активность радиоактивного вещества
Число распадов, происходящих в радиоактивном препарате за единицу времени. Активность равна (N) , где λ – постоянная распада, N - число ядер, нераспавшихся к данному моменту времени. Активность измеряется в Кюри: 1 кюри = 1010 расп/с.
6.1
Альфа-распад
Испускание ядрами α- частиц (ядер гелия ) в процессе радиоактивных превращений.
6.1
Античастицы
За немногими исключениями всякой элементарной частице соответствует античастица (электрону – позитрон, протону – антипротон, нейтрону – антинейтрон и т.п.). Массы, спины и четности античастиц в точности равны аналогичным характеристикам частиц. Знаки электрических и барионных зарядов, магнитных моментов, странностей противоположны. Частицы, тождественные со своими античастицами, называются абсолютно нейтральными (фотон, π0-мезон и η-мезон).
6.2
Асимптотическая свобода
Свойство кварков быть «практически свободными» на малых расстояниях из-за крайне слабого взаимодействия между ними. С увеличением расстояния между кварками силы взаимодействия быстро растут, что не дает кваркам возможности вылета из адронов – принцип конфайнмента (confinement) (т.е. невылетания) кварков.
6.2
Атомное ядро
Ядро атома состоит из нуклонов: протонов (р+ ) и нейтронов(n0). Символика ядра:
,
где Z – порядковый номер элемента (количество протонов в ядре), который определяет заряд ядра Q:
Q = +Zе;
A – массовое число – целое число, наиболее близкое к массе ядра, выраженной в а.е.м.:
A = Z + N (сумма протонов и нейтронов)
6.1
Барионы
Сильно взаимодействующие элементарные частицы – нуклоны и гипероны, относящиеся к семейству фермионов - частицам с полуцелым спином.
6.2
Бета-распад
Испускание ядрами β+ и β- частиц (позитронов и электронов, соответственно) в процессе радиоактивных превращений:
Механизм + – распада: .
Механизм – распада: .
6.1
6.2
Бозоны
Класс элементарных частиц с целочисленным спином, не подчиняющихся принципу Паули.
5.4
6.2
Боровский радиус
Радиус I орбиты электрона в основном состоянии в атоме водорода, определенный в соответствии с классической теорией Бора, а =. С точки зрения квантовой механики- наиболее вероятное расстояние от ядра электрона в основном состоянии в атоме водорода.
5.1
Волна де Бройля
Волна, ассоциированная с движущимися частицами вещества («сопутствующая частицам вещества»). Частота волны , длина волны .
5.2
Волновая функция пространственная для электрона в атоме водорода
Физический смысл волновой функции волны де Бройля заключается единственно в том, что квадрат ее модуля в каждой точке и в каждый момент времени равен плотности вероятности нахождения частицы в этой точке пространства в тот же момент времени
= w.
5.2
5.3
Вырождение энергетических уровней электрона в атоме водорода
Заключается в том, что на данном энергетическом уровне Еn электрон может находиться в 2n2 квантовых состояниях, различающихся набором квантовых чисел , то-есть различающихся величиной вектора орбитального момента импульса (величиной вектора магнитного дипольного момента), его ориентацией (или ориентацией вектора магнитного дипольного момента) и ориентацией вектора спинового момента импульса (или ориентацией вектора магнитного спинового момента импульса.
5.3
Газообразное состояние вещества
В газообразном состоянии частицы газа практически не связаны молекулярными силами притяжения и движутся свободно, в основном, поступательно, равномерно заполняя, в отсутствие внешних полей, весь объем. Кинетическая энергия частиц газа преобладает над потенциальной. Газы изотропны и обладают только упругостью объема.
Гамма-излучение
Испускание ядрами потока γ-фотонов в процессе радиоактивных превращений.
6.1
6.2
Гипероны
Сильно взаимодействующие элементарные частицы, относящиеся к классу адронов: .
Являются фермионами.
6.2
Гиромагнитное отношение орбитальное
, где - модуль вектора магнитного дипольного момента электрона, - модуль орбитального (механического) момента импульса электрона.
5.3
Гиромагнитное отношение спиновое
, где - модуль вектора магнитного дипольного момента электрона, - модуль орбитального (механического) момента импульса электрона.
5.3
Глюоны
Носители цветного взаимодействия (переносчики цвета) между кварками в представлении о кварковом строении адронов.
6.2
Гравитационное взаимодействие
Константа взаимодействия , радиус взаимодействия R ~ .
В гравитационном взаимодействии участвуют все частицы, обладающие массой, и поэтому оно – самое универсальное. Носителями взаимодействия являются: в волновом представлении – гравитационные волны, в корпускулярном представлении – гравитоны
6.2
Гравитационное смещение (эффект Эйнштейна)
Изменение энергии фотона под действием гравитации.
4.1
Гравитоны
Частицы, переносящие гравитационное взаимодействие в корпускулярном представлении о характере этого взаимодействия.
6.2
Давление света
, где w – объемная плотность энергииэлектромагнитного излучения (света),R – коэффициент отражения поверхности, на которую падает свет, φ – угол падения свет.
4.1
Диод полупроводниковый
Основой полупроводникового диода является p–n-переход - слой, разделяющий p- и n- области полупроводника. полупроводниковый диод осуществляет выпрямляющее действие – ток пропускается только в одном направлении при прямом смещении р-n-перехода
5.5
Диэлектрики
Ковалентные и ионные кристаллы, характеризующиеся полностью заполненной валентной зоной.
5.4
Дырка
Квантовое состояние, не занятое электроном. в ионах германия или кремния - вакантное состояние, в котором не хватает одного электрона.
5.4
5.5
Жидкое состояние вещества
жидкое состояние вещества является промежуточным между газообразным и твердым и характеризуется сильным межмолекулярным взаимодействием. В отличие от газов, жидкости характеризуются ближним порядком – упорядоченным относительным расположением соседних частиц.
Частицы жидкости совершают нерегулярное колебательное движение. Центры колебаний, в отличие от твердых тел, временны и неустойчивы. Кинетическая энергия движения и потенциальная энергия взаимодействия частиц жидкости по порядку величины близки между собой. жидкости изотропны и обладают упругостью объема (за исключением жидких кристаллов).
Единица активности
Активность измеряется в Кюри: 1 кюри = 1010 распадов ядер в 1 секунду.
6.1
Закон Вина первый (закон смещения)
Tm= b, где b = 2,910–3 (Км) – постоянная Вина.
К–1с–1.
Здесь m и значения длины волны или частоты, соответствующие максимуму спектральной испускательной способности абсолютно черного тела при абсолютной температуре Т.
4.1
Закон Вина второй
Максимальная спектральная испускательная способность абсолютно черного тела равна
или
4.1
Закон Кирхгофа
Отношение спектральной испускательной способности E(, T) любых тел (в том числе и абсолютно черных) к их спектральной поглощательной способности A(, T) при одинаковых длинах волн и температурах есть величина постоянная, называемая универсальной функцией Кирхгофаf(, T):
,
где (, T) и a(, T) – спектральные испускательная и поглощательная способности абсолютно черного тела (АЧТ), соответственно.
Для абсолютно черного тела спектральная поглощательная способность a(,T) = 1. Поэтому универсальная функция Кирхгофа
.
4.1
Закон Мозли
Энергия фотонов, испускаемых при переходах электронов в многоэлектронных атомах, -
,
где – постоянная экранирования, R - постоянная Ридберга, nKи nH– главные квантовые числа электрона, характеризующие конечный и начальный энергетические уровни, Z– порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева.
5.3
Закон Ома
Закон Ома в дифференциальной форме
,
где j –плотность тока в кристалле,
– коэффициент электропроводности, или удельная проводи- мость,
– напряженность дрейфового поля (внешнее поле, в котором движутся электроны).
5.5
Закон радиоактивного распада
Закон радиоактивного распада ядер :
.
В этой формуле :
N0 – исходное число ядер в момент времени t = 0;
N – число ядер, нераспавшихся к моменту времени t;
– постоянная радиоактивного распада
,
где Т1/2 – период полураспада.
6.1
Запирающее напряжение в фотоэлементе
Отрицательное напряжение между анодом и катодом вакуумного фотоэлемента (на анод подан отрицательный потенциал, на катод – положительный), при котором работа сил электрического поля в фотоэлементе становится равной кинетической энергии электрона, электрический ток в фотоэлементе становится равным нулю – фотоэлемент заперт.
4.1.
Зарядовое число
Z – порядковый номер химического элемента в таблице Менделеева (количество протонов в ядре), который определяет заряд ядра Q:
Q = +Zе.
6.1
Зона валентная
Энергетическая зона в кристаллах, заполняемая валентными электронами. В металлах валентная зона заполнена не полностью, а в диэлектриках – полностью.
5.4
5.5
Зона запрещенная
Значения энергии, принадлежащие такой зоне, не могут реализовываться, так как в запрещенной зоне электрон не имеет квантовых состояний.
5.4
5.5
Зона проводимости
Свободная энергетическая зона в кристаллах диэлектриков и частично заполненная зона в металлах, находясь в которых электрон может участвовать в проводимости, т.е. двигаться в кристалле под действием внешнего электрического поля.
Возникает в результате переходов атомов с более высоких энергетических уровней на более низкие, происходящих под действием падающего на атомы излучения («вынуждающего, или индуцирующего, или стимулирующего, излучения»). вероятность вынужденного излучения прямо пропорциональна интенсивности падающего излучения.
4.1
Излучение равновесное
электромагнитное излучение любых длин волн, испускаемое и поглощаемое атомами (молекулами) в состоянии теплового равновесия.
4.1
Излучение спонтанное
Излучение, возникающее самопроизвольно при переходах атомов с более высоких энергетических уровней на более низкие.
4.1
Излучение тепловое
Электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами, то-есть за счет их внутренней энергии.
4.1
Изобары
Ядра, имеющие одинаковые массовые числа, то-есть равные количества нуклонов – протонов и нейтронов.
6.1
Изоляторы
Кристаллы диэлектриков, ширина запрещенных зон в которых превосходит 3 эв.
6.1
Изомеры
Ядра с одинаковым числом протонов и нейтронов, но отличающиеся периодом полураспада.
6.1
Изотоны
Ядра с одинаковым числом нейтронов
6.1
Изотопы
Ядра с одинаковым числом протонов
6.1
Инверсная населенность энергетических уровней
Неравновесное состояние (состояние с «отрицательной температурой»), при котором число атомов на более высоких энергетических уровнях превосходит число атомов на более низких уровнях.
4.1
Ионная (гетерополярная) связь
Химическая связь, основанная на электростатическом взаимодействии разноименно заряженных ионов.
5.4
5.5
Ионные кристаллы
Кристаллы с преобладающе ионным характером химической связи. Характеризуются полностью заполненными валентными зонами и являются диэлектриками.
5.4
5.5
Испускательная способность абсолютно черного тела (интегральная)
4.1
Испускательная способность абсолютно черного тела спектральная (дифференциальная)
Формулы Планка:
4.1
Квант действия
постоянная Планка
h = 6,6210–34Джс
Джс.
5.2
Квант света
См. Фотон
4.1
Квант энергии
Свет испускается, распространяется и поглощается в виде корпускул – фотонов, которые являются частицами электромагнитного поля и носителями квантов (порций) энергии. Величина кванта энергии определяется формулой Планка:
,
4.1
Квантовое число азимутальное (орбитальное)
Орбитальное (азимутальное) квантовое число характеризует квантование орбитального момента импульса по величине (по модулю):
= 0, 1, 2, 3, 4, 5, …, (n – 1)
или s, p, d, f, g, h, … .
5.3
Квантовое число главное
Главное квантовое число n характеризует квантование полной энергии электрона
n= 1, 2, 3, 4, 5, 6,…
или K, L, M, N, O, P, ….
5.3
Квантовое число магнитное орбитальное
Магнитное орбитальное квантовое число характеризует квантование орбитального момента импульса по направлению (пространственное квантование) и может принимать следующие значения:
Характеризует квантование собственного (спинового) момента импульса по модулю:
для фермионов ,
для бозонов .
5.3
Квантовое число спиновое магнитное
Характеризует квантование собственного (спинового) момента импульса по направлению:
5.3
Кварки
Кварки u, d, s, c, t и b, из которых, по современным представлениям, состоят сильно взаимодействующие частицы – адроны. У кварков u, c, t заряд равен , а у кварков d, s, b заряд равен .
6.2
Ковалентная (гомеополярная) связь
Ковалентная связь возникает в межъядерном промежутке за счет образования пар валентных электронов с противоположно направленными спинами. Ковалентная связь характеризуется насыщаемостью и направленностью.
5.4
5.5
Ковалентные кристаллы
Кристаллы с ковалентной связью. Характеризуются полностью заполненной валентной зоной и являются диэлектриками.
5.4
5.5
Комптоновская длина волны электрона
4.1
Конфайнмент
Свойство кварков быть «практически свободными» на малых расстояниях из-за крайне слабого взаимодействия между ними. С увеличением расстояния между кварками силы взаимодействия быстро растут, что не дает кваркам возможности вылета из адронов – принцип
невылетания кварков.
6.2
Корпускулярно-волновой дуализм света
Свет представляет собой сочетание свойств электромагнитной волны и потока частиц света (фотонов). Волновые и корпускулярные свойства света, будучи противоположными по своей сущности, дополняют друг друга.
4.1
Корпускулярно-волновой дуализм частиц вещества
Частицы вещества представляют собой сочетание волновых свойств (волны де Бройля) и свойств потока корпускул. Волновые и корпускулярные свойства частиц вещества, будучи противоположными по своей сущности, дополняют друг друга.
5.2
красная граница внешнего фотоэффекта
Наибольшая длина волны λ0 или наименьшая частота ω0, при которых еще возможен внешний фотоэффект, Красная граница фотоэффекта определяется работой выхода электронов с поверхности фотокатода:
4.1
Лазер
Лазер – (light amplification by stimulated еmission radiation) – устройство для усиления света с помощью стимулированного излучения.
4.1
Лептоны
Класс слабо взаимодействующих элементарных частиц. К лептонам относятся:
1. Электрон е–.
2. Мюон –.
3. Тау–лептон –.
4. Нейтрино 0.
6.2
Магнетон Бора
, Дж/Тл
5.3
Магнитный момент дипольный (орбитальный)
, Дж/Тл
5.3
Магнитный момент спиновый (собственный)
, Дж/Тл
5.3
Массовое число
Число нуклонов – протонов и нейтронов – в ядре.
6.1
Металлическая связь
Химическая связь в твердых телах. Металлическая связь сочетает в себе черты как ионной, так и ковалентной связей. В узлах кристаллической решетки металлов, как и в ионных кристаллах, находятся ионы, но только одного знака – катионы.
Металлическая связь осуществляется за счет обобществленных электронов, как в ковалентных кристаллах, но это обобществление осуществляется всеми атомами кристалла– образуется электронное облако (электронный газ).
5.4
5.5
Металлы (металлические кристаллы)
Кристаллы с металлической связью, которые характеризуются незаполненной валентной зоной - зона проводимости расположена в валентной зоне. Являются проводниками.
Слабо взаимодействующие заряженные элементарные частицы. Относятся к классу лептонов. Фермионы. Имеют античастицы.
6.2
Нейтрино
Слабо взаимодействующие нейтральные элементарные частицы. Относятся к классу лептонов. Существуют электронное, мюонное и тау-лептонное нейтрино. Имеют античастицы.
6.2
Нейтроны
Сильно взаимодействующие нейтральные частицы. Относятся к классу адронов, к группе барионов. Наряду с протонами относятся к нуклонам. Состоят из кварков udd.
6.1
6.2
Нуклоны
Элементарные частицы, входят в состав ядер. Существуют в двух зарядовых состояниях: заряженные нуклоны – протоны, а нейтральные – нейтроны. Относятся к классу адронов, группа барионов. Фермионы. Состоят из кварков uи d : p+ (uud) и n0 (udd).
Волновая механика относится к классической механике так же, как волновая оптика к геометрической оптике
5.2
Оптический квантовый генератор (лазер)
См.Лазер
4.1
Основное состояние электрона в атоме водорода
Описывается волновой функцией
,
где С=, a- радиус первой боровской орбиты.
5.3
Отрицательная температура
Символ неравновесного состояния в активных веществах лазеров: число атомов на верхнем энергетическом уровне превосходит число атомов на нижнем (инверсная населенность).
4.1
Период полураспада
Время , за которое распадается половина начального количества ядер:
, где λ – постоянная радиоактивного распада ядер.
6.1
р — n-переход
Двойной электрический слой, разделяющий p- и n- области полупроводника.
5.4
5.5
Подвижность электронов
- отношение средней скорости направленного движения электронов (дрейфовой скорости) к напряженности
электрического поля.
5.5
Позитрон
Элементарная частица – античастица по отношению к электрону.
6.2
Поколения элементарных частиц
Три группы элементарных частиц – лептонов и кварков:
6.2
Полупроводники
Ковалентные кристаллы, ширина запрещенной зоны у которых , как принято считать, менее 3 эВ. Относятся к диэлектрикам, поскольку валентная зона у них заполнена полностью.
5.4
5.5
Полупроводник n-типа
Примесный полупроводник, легированный донорными примесями для увеличения концентрации свободных носителей заряда – электронов.
Примесный полупроводник, легированный акцепторными примесями для увеличения концентрации свободных носителей заряда – дырок.
5.4
5.5
Полупроводник собственный
Полупроводник, в котором отсутствуют легирующие примеси.
5.4
5.5
Постоянная Планка
Квант действия
4.1
5.2
Постоянная распада
, где - период полураспада радиоактивного ядра.
6.1
Постоянная Ридберга
R = = 13,6 эВ.
5.3
Постоянная Стефана — Больцмана
4.1
Постоянная экранирования в законе Мозли
– постоянная экранирования, определяемая главным и орбитальным квантовыми числами. Учитывает экранирующее влияние внутренних (по отношению к данному) электронов, вследствие которого в многоэлектронных атомах на внешние электроны действует заряд ядра, равный не (+Ze), а за счет экранирующего влияния внутренних электронов.
5.3
Прецессия орбиты электрона в атоме водорода
Неопределенность ориентации орбиты электрона в атоме за счет квантования проекции орбитального момента импульса только на одну из осей координат, что согласуется с волновыми свойствами электрона в атоме.
5.3
Принцип неопределенности Гейзенберга
Не существует состояний физической системы, в которых такие сопряженные динамические переменные, как импульс и координата, энергия и время имеют вполне определенные значения. Принцип неопределенности накладывает ограничения на применение в микромире таких понятий классической механики (механики макромира), как, например, траектория. Постоянная Планка является абсолютным пределом точности при одновременном измерении координаты и импульса.
5.2
Принцип Паули
Две тождественные частицы с полуцелым спином (фермионы) не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии , определяемом четырьмя квантовыми числами .
5.3
Принцип дополнительности Бора
Корпускулярные свойства (m, , E) и волновые свойства (λ, ω, ) микрочастиц материи дополняют друг друга, не вступая в противоречие. Их следует рассматривать как равноправные, не сводимые друг к другу и одинаково необходимые для понимания процессов. Распространение взаимодействий в поле и в веществе и движение частиц поля и вещества могут иметь как корпускулярный, так и волновой характер.
Любая новая теория, претендующая на более глубокое описание физической реальности и на более широкую область применения, чем старая, должна включать последнюю как предельный случай.
5.2
Пространственное квантование
Квантование проекций вектора орбитального момента импульса электрона на ось Z , за направление которой обычно выбирается направление внешнего магнитного поля:
, Джс.
5.3
Протон
Сильно взаимодействующие нейтральные частицы. Относятся к классу адронов, к группе барионов. Наряду с протонами относятся к нуклонам. Состоят из кварков uud.
6.1
6.2
Работа выхода
Наименьшая энергия, которую нужно сообщить электрону, чтобы удалить его из твердого или жидкого тела в вакуум. Основная характеристика поверхности металла или полупроводника при данной температуре, определяющая закономерности электронной эмиссии с этой поверхности.
5.5
Работа выхода в металлах
В металлах работа выхода электронов равна:
,
где U – глубина потенциальной ямы для валентных электронов, EF – уровень Ферми для электронов. Уровень Ферми находится в валентной зоне металла.
5.5
Работа выхода в полупроводниках
В собственных полупроводниках работа выхода электронов из валентной зоны равна:
,
где U – глубина потенциальной ямы для валентных электронов, EF – уровень Ферми для электронов. Уровень Ферми находится посередине запрещенной зоны шириной Eg собственного полупроводника.
5.5
Рентгеновские лучи
Электромагнитное излучение с длиной волны в пределах от 10-5 до 102 нм.
) в процессе радиоактивных превращений.
,
.
.
. 
, длина волны 
.
, где n – главное квантовое число, 
- орбитальное (азимутальное) квантовое число, 
- магнитное орбитальное квантовое число.
, где n – главное квантовое число, 
- магнитное спиновое квантовое число.
= w.
, то-есть различающихся величиной вектора орбитального момента импульса (величиной вектора магнитного дипольного момента), его ориентацией (или ориентацией вектора магнитного дипольного момента) и ориентацией вектора спинового момента импульса (или ориентацией вектора магнитного спинового момента импульса.
, 
- модуль вектора магнитного дипольного момента электрона, 
- модуль орбитального (механического) момента импульса электрона.
, где 
, радиус взаимодействия R ~ .
, 
значения длины волны или частоты, соответствующие максимуму спектральной испускательной способности абсолютно черного тела при абсолютной температуре Т.
,
.
,
– постоянная экранирования, R - постоянная 
,
– напряженность дрейфового поля (внешнее поле, в котором движутся электроны).
.
,
Джс.
,
характеризует квантование орбитального момента импульса по величине (по модулю):
характеризует квантование орбитального момента импульса по направлению (пространственное квантование) и может принимать следующие значения:
.
, 
.
, а у кварков d, s, b заряд равен 
.
, 
,
, Дж/Тл
,
, 
, за которое распадается половина начального количества ядер:
, 
- 
, 
- период полураспада радиоактивного ядра.
= 13,6 эВ.
– 
за счет экранирующего влияния внутренних электронов.
является абсолютным пределом точности при одновременном измерении координаты и импульса.
, определяемом четырьмя квантовыми числами 
.
, E) и волновые свойства (λ, ω, 
) микрочастиц материи дополняют друг друга, не вступая в противоречие. Их следует рассматривать как равноправные, не сводимые друг к другу и одинаково необходимые для понимания процессов. Распространение взаимодействий в поле и в веществе и движение частиц поля и вещества могут иметь как корпускулярный, так и волновой характер.
, Джс.
,
,