Задачи на квантовую физику

[gilyth]

Нашел решения некоторых задач, можно ли так их решать
17. На поверхность металла падает ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,1 мкм. Красная граница фотоэффекта равна 0,3 мкм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону кинетической энергии?
http://exir.ru/other/chertov/metodichka/557.htm
27.Определить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода из возбужденного состояния с главным квантовым числом, равным трём, в основное состояние.
http://exir.ru/other/chertov/resh/38_7.htm
47.Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы длина волны де Бройля была равна 1,0 нм?
http://exir.ru/other/chertov/resh/45_3.htm
67.На сколько процентов уменьшится активность изотопа Mg_{12}^{27} за 7 минут?
http://exir.ru/other/chertov/metodichka/648.htm

А вот к этим 2-м не могу аналогов найти
37. Длина волны де Бройля протона равна 2 нм. Какую ускоряющую разность потенциалов прошел протон?
57. Вычислить постоянную Холла для кремния p-типа, если его удельное сопротивление равно 0,2 Ом•м.
77. Найти тепловую мощность атомного реактора, расходующего 0,1 кг урана-235 в сутки. Считать энергию, выделяющуюся при одном акте деления ядра урана-235, равной 200 МэВ.

[Munin]

эээ, а где здесь квантовая физика?

[gilyth]

Munin в сообщении #621515 писал(а):

эээ, а где здесь квантовая физика?

может быть я конечно не правильно назвал тему, но эти задачи у меня стоят в разделе квантовая физика

[phys]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #621515 писал(а):

эээ, а где здесь квантовая физика?

Вы уж было обрадовались

[Alexandr007]

Munin в сообщении #621515 писал(а):

а где здесь квантовая физика?

Это элементы квантовой физики из школьного курса.

[Munin]

(Оффтоп)

phys в сообщении #621777 писал(а):

Вы уж было обрадовались

Ага, ага.

Все эти задачи решаются без понимания, что такое квантовая физика. Вот в чём их проблема. Впрочем, про школьный курс я давно это знал.

Формулы: энергия квантовой частицы с частотой колебаний (для волны Де Бройля или электромагнитной волны) $\nu$ даётся формулой $E=h\nu.$
Импульс такой частицы с длиной волны $\lambda$ даётся $p=h/\lambda.$
Энергия и импульс для досветовых частиц связаны $E=p^2/2m,$ для фотонов $E=pc.$
В атоме водорода уровни энергии имеют вид $E_n=\dfrac{E_0}{n^2},$ где $n$ - "главное квантовое число" (хотя в школе и не объясняют, что это значит), а постоянная $E_0$ (называемая также "ридберг", или половина атомной единицы энергии) равна 13,6 эВ.
В фотоэффекте на выход электрона всегда затрачивается одна и та же энергия (определяющая красную границу фотоэффекта), а вся остальная отдаётся электрону.

Остальное квантов не касается. Закон радиоактивного распада $N=N_0\cdot 2^{-t/T,}$ где $N_0$ - начальное количество вещества, $T$ - период полураспада. Точно так же изменяются и все другие макроскопические величины, например, выделяемая энергия, активность. Для урана-235 изменением за сутки можно пренебречь, там задача чисто на число Авогадро.

Частица с зарядом $q$ приобретает в разности потенциалов $\Delta\varphi$ энергию $\Delta U=q\,\Delta\varphi.$

Эффект Холла описывается формулой для возникающего поперечного поля $E_\perp=vB=\dfrac{nev}{ne}B=\dfrac{1}{ne}jB=R_HjB,$ где $R_H=\dfrac{1}{ne}$ - постоянная Холла. В этой постоянной заряд электрона $e$ всегда одинаковый (для дырки с обратным знаком), а вот концентрация электронов $n$ разная для разных образцов кремния, в зависимости от степени легирования. Закон Ома записывается как $j=\mu enE=\dfrac{E}{\rho},$ где $\rho$ - удельное сопротивление, а $\mu$ - подвижность носителей заряда (в данном случае дырок), берётся из справочника. Подвижность дырок в кремнии $0{,}05\text{ }\dfrac{\text{м}^2}{\text{В}\cdot\text{с}}.$

[arseniiv]

Alexandr007 в сообщении #621781 писал(а):

Это элементы квантовой физики из школьного курса.

А это?:

gilyth в сообщении #621438 писал(а):

постоянную Холла

В школе такое разве проходят? Думаю, первый-второй курс. У нас такое издевательство было… Как будто есть смысл и вообще возможно выучить кучу формул в довольно бессистемном изложении и такими галопами.

(Оффтоп)

И у нас была эта дурная «релятивистская масса»!!!

[gilyth]

Munin в сообщении #621877 писал(а):

(Оффтоп)

phys в сообщении #621777 писал(а):

Вы уж было обрадовались

Ага, ага.

Все эти задачи решаются без понимания, что такое квантовая физика. Вот в чём их проблема. Впрочем, про школьный курс я давно это знал.

Формулы: энергия квантовой частицы с частотой колебаний (для волны Де Бройля или электромагнитной волны) $\nu$ даётся формулой $E=h\nu.$
Импульс такой частицы с длиной волны $\lambda$ даётся $p=h/\lambda.$
Энергия и импульс для досветовых частиц связаны $E=p^2/2m,$ для фотонов $E=pc.$
В атоме водорода уровни энергии имеют вид $E_n=\dfrac{E_0}{n^2},$ где $n$ - "главное квантовое число" (хотя в школе и не объясняют, что это значит), а постоянная $E_0$ (называемая также "ридберг", или половина атомной единицы энергии) равна 13,6 эВ.
В фотоэффекте на выход электрона всегда затрачивается одна и та же энергия (определяющая красную границу фотоэффекта), а вся остальная отдаётся электрону.

Остальное квантов не касается. Закон радиоактивного распада $N=N_0\cdot 2^{-t/T,}$ где $N_0$ - начальное количество вещества, $T$ - период полураспада. Точно так же изменяются и все другие макроскопические величины, например, выделяемая энергия, активность. Для урана-235 изменением за сутки можно пренебречь, там задача чисто на число Авогадро.

Частица с зарядом $q$ приобретает в разности потенциалов $\Delta\varphi$ энергию $\Delta U=q\,\Delta\varphi.$

Эффект Холла описывается формулой для возникающего поперечного поля $E_\perp=vB=\dfrac{nev}{ne}B=\dfrac{1}{ne}jB=R_HjB,$ где $R_H=\dfrac{1}{ne}jB$ - постоянная Холла. В этой постоянной заряд электрона $e$ всегда одинаковый (для дырки с обратным знаком), а вот концентрация электронов $n$ разная для разных образцов кремния, в зависимости от степени легирования. Закон Ома записывается как $j=\mu enE=\dfrac{E}{\rho},$ где $\rho$ - удельное сопротивление, а $\mu$ - подвижность носителей заряда (в данном случае дырок), берётся из справочника. Подвижность дырок в кремнии $0{,}05\text{ }\dfrac{\text{м}^2}{\text{В}\cdot\text{с}}.$

Вот так можно решить эти задачи?
37. λ=h/(mv), mv^2/2=eU => U=mv^2/(2e)=m*(h/(mλ))^2/(2e)
57. R=1/(en) — постоянная Холла. n - концентрация носителей. σ=1/ρ=eun, u - подвижность носителя. R=ρu. Подвижность дырок: 500 см²/(В·c).

[Munin]

В 37 задаче $v$ лучше вообще не упоминать, пользоваться напрямую $E=\dfrac{p^2}{2m}.$
57 - правильно.
Но за неправильно оформленные формулы (надо использовать LaTeX, то есть писать как я), на этом форуме закрывают темы и банят пользователей. Научитесь, это легко и быстро, и сможете обозначать подвижность $\mu.$