Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Menu
Spis treści
  1. Przedmowa
  2. Optyka
    1. 1 Natura światła
      1. Wstęp
      2. 1.1 Rozchodzenie się światła
      3. 1.2 Prawo odbicia
      4. 1.3 Załamanie
      5. 1.4 Całkowite wewnętrzne odbicie
      6. 1.5 Rozszczepienie
      7. 1.6 Zasada Huygensa
      8. 1.7 Polaryzacja
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    2. 2 Optyka geometryczna i tworzenie obrazu
      1. Wstęp
      2. 2.1 Obrazy tworzone przez zwierciadła płaskie
      3. 2.2 Zwierciadła sferyczne
      4. 2.3 Obrazy tworzone przez załamanie promieni światła
      5. 2.4 Cienkie soczewki
      6. 2.5 Oko
      7. 2.6 Aparat fotograficzny
      8. 2.7 Proste przyrządy powiększające
      9. 2.8 Mikroskopy i teleskopy
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 3 Interferencja
      1. Wstęp
      2. 3.1 Doświadczenie Younga z dwiema szczelinami
      3. 3.2 Matematyczny opis interferencji
      4. 3.3 Interferencja na wielu szczelinach
      5. 3.4 Interferencja w cienkich warstwach
      6. 3.5 Interferometr Michelsona
      7. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 4 Dyfrakcja
      1. Wstęp
      2. 4.1 Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie
      3. 4.2 Natężenie światła w dyfrakcji na pojedynczej szczelinie
      4. 4.3 Dyfrakcja na podwójnej szczelinie
      5. 4.4 Siatki dyfrakcyjne
      6. 4.5 Otwory kołowe i rozdzielczość
      7. 4.6 Dyfrakcja rentgenowska
      8. 4.7 Holografia
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  3. Fizyka współczesna
    1. 5 Teoria względności
      1. Wstęp
      2. 5.1 Niezmienność praw fizyki
      3. 5.2 Względność jednoczesności zdarzeń
      4. 5.3 Dylatacja czasu
      5. 5.4 Skrócenie długości w szczególnej teorii względności
      6. 5.5 Transformacja Lorentza
      7. 5.6 Względność prędkości w szczególnej teorii względności
      8. 5.7 Relatywistyczny efekt Dopplera
      9. 5.8 Pęd relatywistyczny
      10. 5.9 Energia relatywistyczna
      11. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    2. 6 Fotony i fale materii
      1. Wstęp
      2. 6.1 Promieniowanie ciała doskonale czarnego
      3. 6.2 Efekt fotoelektryczny
      4. 6.3 Efekt Comptona
      5. 6.4 Model atomu wodoru Bohra
      6. 6.5 Fale de Broglie’a
      7. 6.6 Dualizm korpuskularno-falowy
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    3. 7 Mechanika kwantowa
      1. Wstęp
      2. 7.1 Funkcje falowe
      3. 7.2 Zasada nieoznaczoności Heisenberga
      4. 7.3 Równanie Schrӧdingera
      5. 7.4 Cząstka kwantowa w pudełku
      6. 7.5 Kwantowy oscylator harmoniczny
      7. 7.6 Tunelowanie cząstek przez bariery potencjału
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    4. 8 Budowa atomu
      1. Wstęp
      2. 8.1 Atom wodoru
      3. 8.2 Orbitalny magnetyczny moment dipolowy elektronu
      4. 8.3 Spin elektronu
      5. 8.4 Zakaz Pauliego i układ okresowy pierwiastków
      6. 8.5 Widma atomowe i promieniowanie rentgenowskie
      7. 8.6 Lasery
      8. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
    5. 9 Fizyka materii skondensowanej
      1. Wstęp
      2. 9.1 Rodzaje wiązań cząsteczkowych
      3. 9.2 Widma cząsteczkowe
      4. 9.3 Wiązania w ciałach stałych
      5. 9.4 Model elektronów swobodnych w metalach
      6. 9.5 Teoria pasmowa ciał stałych
      7. 9.6 Półprzewodniki i domieszkowanie
      8. 9.7 Przyrządy półprzewodnikowe
      9. 9.8 Nadprzewodnictwo
      10. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    6. 10 Fizyka jądrowa
      1. Wstęp
      2. 10.1 Własności jądra atomowego
      3. 10.2 Energia wiązania jądra
      4. 10.3 Rozpad promieniotwórczy
      5. 10.4 Procesy rozpadu
      6. 10.5 Rozszczepienie jądra atomowego
      7. 10.6 Fuzja jądrowa
      8. 10.7 Skutki biologiczne i zastosowania medyczne promieniowania jądrowego
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
    7. 11 Fizyka cząstek elementarnych i kosmologia
      1. Wstęp
      2. 11.1 Wstęp do fizyki cząstek elementarnych
      3. 11.2 Zasady zachowania w fizyce cząstek elementarnych
      4. 11.3 Kwarki
      5. 11.4 Akceleratory i detektory cząstek
      6. 11.5 Model standardowy
      7. 11.6 Wielki Wybuch
      8. 11.7 Ewolucja wczesnego Wszechświata
      9. Podsumowanie rozdziału
        1. Kluczowe pojęcia
        2. Najważniejsze wzory
        3. Podsumowanie
        4. Pytania
        5. Zadania
        6. Zadania dodatkowe
        7. Zadania trudniejsze
  4. A Jednostki
  5. B Przeliczanie jednostek
  6. C Najważniejsze stałe fizyczne
  7. D Dane astronomiczne
  8. E Wzory matematyczne
  9. F Układ okresowy pierwiastków
  10. G Alfabet grecki
  11. Rozwiązania zadań
    1. Rozdział 1
    2. Rozdział 2
    3. Rozdział 3
    4. Rozdział 4
    5. Rozdział 5
    6. Rozdział 6
    7. Rozdział 7
    8. Rozdział 8
    9. Rozdział 9
    10. Rozdział 10
    11. Rozdział 11
  12. Skorowidz nazwisk
  13. Skorowidz rzeczowy
  14. Skorowidz terminów obcojęzycznych

Pytania

7.1 Funkcje falowe

1.

Jaka jest jednostka fizyczna funkcji falowej ΨxtΨxt \Psi\apply(x,t)? Jaka jest jednostka fizyczna kwadratu modułu tej funkcji falowej?

2.

Czy kwadrat modułu funkcji falowej (Ψ*xtΨxtΨ*xtΨxt \Psi ^ {\text{*}} \apply(x,t) \Psi\apply (x,t)) może być liczbą ujemną? Wyjaśnij.

3.

Jaką wielkość fizyczną reprezentuje funkcja falowa elektronu?

4.

Jakie jest fizyczne znaczenie funkcji falowej cząstki?

5.

Jakie jest znaczenie wyrażenia „wartość oczekiwana”? Wyjaśnij.

7.2 Zasada nieoznaczoności Heisenberga

6.

Jeśli formalizm mechaniki kwantowej jest dokładniejszy od mechaniki klasycznej, to dlaczego nie używamy mechaniki kwantowej do opisu ruchu skaczącej żaby? Wyjaśnij.

7.

Czy długość fali de Broglie’a cząstki może być znana dokładnie? Czy położenie takiej cząstki może być wyznaczone precyzyjnie?

8.

Czy możemy zmierzyć energię cząstki swobodnej z dowolną dokładnością?

9.

Czy możemy zmierzyć zarówno pozycję, jak i pęd cząstki z dowolną dokładnością?

7.3 Równanie Schrӧdingera

10.

Jaka jest różnica między funkcją falową ψ x y z ψ x y z \psi\apply(x,y,z) a funkcją falową Ψ x y z t Ψ x y z t \mathrm{Ψ}\apply(x,y,z,t) dla tej samej cząstki?

11.

Czy jeśli cząstka kwantowa znajduje się w stanie stacjonarnym, to oznacza, że się nie porusza?

12.

Wyjaśnij różnicę pomiędzy równaniami Schrӧdingera zależnym od czasu i niezależnym od czasu.

13.

Załóżmy, że funkcja falowa jest nieciągła w którymś punkcie i ciągła poza nim. Czy taka funkcja może reprezentować stan kwantowy jakiejś cząsteczki fizycznej? Dlaczego? Dlaczego nie?

7.4 Cząstka kwantowa w pudełku

14.

Używając modelu cząstki kwantowej w pudełku, wyjaśnij, jak dostępne poziomy energetyczne cząstki powiązane są z rozmiarami pudełka.

15.

Czy jest możliwe, żeby pomiar energii cząstki kwantowej w pudełku dał wynik niższy niż wartość energii stanu podstawowego? Jaka jest najwyższa wartość energii tej cząstki, jaką można zmierzyć?

16.

Dla cząstki kwantowej w pudełku pierwszym stanem wzbudzonym jest stan Ψ 2 x t Ψ 2 x t \mathrm{Ψ}_2\apply(x,t) . Ma on wartość zerową dokładnie w środku pudełka, więc prawdopodobieństwo znalezienia w tym miejscu cząstki jest równe zeru. Wyjaśnij, co jest niepoprawnego w następującym rozumowaniu: „Jeśli prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w punkcie środkowym pudełka wynosi zero, to cząstka nigdy nie znajduje się w tym punkcie? Jak w takim razie jest możliwe, że cząstka przechodzi przez ten punkt, przemieszczając się z lewej strony pudełka na prawą?”.

7.5 Kwantowy oscylator harmoniczny

17.

Czy możliwe jest zmierzenie wartości energii kwantowego oscylatora harmonicznego 0,75 ω 0,75 ω \num{0,75} \hbar \omega ? Dlaczego? Dlaczego nie? Wyjaśnij.

18.

Wyjaśnij związek między hipotezą Plancka o skwantowaniu energii a energią kwantowego oscylatora harmonicznego.

19.

Jeśli klasyczny oscylator harmoniczny może znajdować się w stanie spoczynku, to dlaczego kwantowy oscylator harmoniczny nigdy go nie osiąga? Czy ten fakt narusza zasadę korespondencji Bohra?

20.

Używając modelu cząstki kwantowej w pudełku lub modelu oscylatora kwantowego, wyjaśnij znaczenie fizyczne zasady korespondencji Bohra.

21.

Czy możemy jednocześnie zmierzyć położenie i energię oscylatora kwantowego? Dlaczego? Dlaczego nie?

7.6 Tunelowanie cząstek przez bariery potencjału

22.

Jeżeli elektron i proton o tej samej energii kinetycznej napotkają barierę potencjału o tej samej szerokości i wysokości, to który z nich łatwiej przez nią przetuneluje? Dlaczego?

23.

Co bardziej zmniejsza prawdopodobieństwo tunelowania kwantowego: dwukrotne zwiększenie wysokości bariery czy dwukrotne zmniejszenie energii kinetycznej cząstki?

24.

Wyjaśnij różnicę pomiędzy potencjałem cząstki w pudle potencjału a potencjałem kropki kwantowej.

25.

Czy cząstka kwantowa może uciec z nieskończonej studni potencjału, takiej jak w pudełku? Dlaczego? Dlaczego nie?

26.

Dioda tunelowa i dioda rezonansowo-tunelowa: działanie obydwu opiera się na tej samej zasadzie fizycznej tunelowania kwantowego. Jaka jest istotna różnica między nimi?

Cytowanie i udostępnianie

Chcesz zacytować, udostępnić albo zmodyfikować treść tej książki? Została ona wydana na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) , która wymaga od Ciebie uznania autorstwa OpenStax.

Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym, na każdym widoku strony umieść informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

© 21 wrz 2022 OpenStax. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) . Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki OpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.