Пәндер атауы және олардың негізгі бөлімдері

Кванттық механика элементтері. Бөлшек күйінің кванттық теорияда бейнеленуі. Суперпозиция принципі. Шредингер теңдеуі. Стационарлық күйлер. Квантталу.

Кванттық механиканың қарапайым бірөлшемді есептері: тік бұрышты потенциалдық шұңқырдағы бөлшек; сызықтық гармоникалық осциллятор.

Физикалық шамалардың операторлары. Орташа мәндер. Кванттық теорияның негізгі постулаттары. Меншікті күйлер. Импульс моментінің квантталуы. Кеңістіктік квантталу.

Бірдей бөлшектердің теңбе-теңдік принципі. Симметриялық және антисимметриялық толқындық функциялар. Бозондар мен фермиондар. Паули принципі.

Сутегі атомы және сутегі тәрізді жүйелер. Орталық-симметриялық өріс. Сутегі атомының энергия деңгейлері, кванттық сандары және спектрі. Азғындалу. Сутегі атомы және сутегі тәрізді атомдардың стационарлық күйлерінің белгіленуі және толқындық функциялары. Ықтималдық тығыздығының үлестірілуі.

Термдердің нәзік түзілісі. Лэмбрік ығысу. Термдердің аса нәзік түзілісі.

Көп электронды атомдар. Күрделі атомдардағы электрондардың әсерлесуі. Өздігінен келісілген өріс идеясы және жеке электрондарды кванттық сандармен жуықтап сипаттау; Паули принципі. Электрондық конфигурация жайында түсінік. Атомдардың электрондық қабаттары мен қабықтары және бұлардың толтырылуы. Периодтық заңның физикалық түсіндірілуі.

Көп электронды атомның механикалық моменті. Бұрыштық моменттердің қосылуы. Атомдағы электрондық моменттердің байланысу түрлері (LS- және  jj- байланысу). Термдердің спектрлік белгіленуі, Хунд ережелері.

Сілтілік металдар атомдарының теориясы, энергия деңгейлері және спектрлері. Энергия деңгейлерінің нәзік түзілісі.

Гелий атомы. Екінші топ элементтер атомдарының спектрлері.

Атомдардың рентгендік және рентгенэлектрондық спектрлері, бұлардың табиғаты. Мозли заңы. Рентгендік спектрлердің нәзік түзілісі.

Атомдардың спонтандық және еріксіз сәуле шығаруы. Эйнштейн коэффициенттері. Еріксіз сәуле шығару негізінде жарықты күшейтудің жалпы принциптері. Лазер.

Атомдардың сыртқы магнит және электр өрістерімен әсерлесуі. Атомның магниттік моменті. Ланде факторы. Зееман эффекті. Пашен-Бак эффекті. Магниттік резонанс құбылысы.  Электрондық парамагниттік резонанс (ЭПР). Штарк эффекті.

Молекулалардың құрылысы мен қасиеттері. Молекуладағы қозғалыс түрлері. Адиабаттық жуықтау. Электрондық термдер. Молекуладағы ядролардың айналысы мен тербелістері. Молекулалардың айналыс, тербеліс-айналыс спектрлері.  Молекулалардың электрондық спектрлері. Франк-Кондон принципі.

Химиялық байланыс. Иондық және коваленттік байланыс.

 

ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

 

Негізгі:

1. Жұманов К.Б. Атомдық физика: Оқулық. – Алматы: Қазақ университеті, 2006.- 369 б.
2. Матвеев А.Н. Атомная физика: Учебное пособие.- М.: Высшая школа, 1989. - 439с.
3. Шпольский Э.В. Атомная физика: Учебное пособие//В 2 т. - М.: Наука, 1984. - Т.1.- 575 с.
4. Шпольский Э.В. Атомная физика: Учебное пособие//В 2 т. - М.: Наука, 1988. -  Т.2.- 438 с.Барсуков О.А., Ельяшевич М.А. Основы атомной физики. – М.: Научный мир, 2006. – 648 с.

5. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы: Учебное пособие для вузов. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. – 272 с.

6. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике: Учебное пособие.- М.: Энергоатомиздат, 1984.-240с.

 

Қосымша:

1. Полатбеков П.П. Оптика: Оқу құралы. – Алматы: Мектеп, 1981.
2. Полатбеков П.П. Оптикалық спектрлер. – Алматы, 1961.- 136 б.

3. Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику.- М.: Наука, 1988.-328 с.

4. Милантьев В.П.Атомная физика: Учебное пособие.-М.:РУДН,1999.-373 с.

5. Сивухин Д.В. Общий курс физики№ -Т.5. Атомная и ядерная физика.- Ч.1. - М.: Наука, 1986.- 416 с.

 

10. Ядролық физика

Атом ядросының жалпы қасиеттері

α-бөлшектердің шашырауына Резерфорд тәжірибесі. Ядро өзара әсерлесетін протондар мен нейтрондардың жүйесі ретінде. Ядроның электр заряды. Массалық сан. Изотоптар мен изобаралар. Ядроның массасы. Ядроның байланыс энергиясы. Ядроның байланыс энергиясы үшін жартылай эмперикалық формула. Киелі сандар. Нуклонның байланыс энергиясы. Нық және радиоактивті ядролар.

Ядроның спині мен магниттік моменті.Ядролық магнетон. Ядролардың статикалық мультипольдік моменттері. Ядроның электрлік квадрупольдік моменті.

Ядролық күйлердің кваннтық механикалық бейнеленуі. Толқындық функцияның жұптылығы. Айнымайтын бөлшектердің толқындық функцияларының симметриялық қасиеттері. Бозондар мен фермиондар. Паули принципі.

Радиоактивтілік

Атом ядроларының нықсыздығының негізгі себептері. Табиғи және жасанды радиоактивтілік. Радиоактивтіліктің статистикалық сипаты. Радиоактивтік ыдырау заңы.

Ядро құрылымының физикасы

Атом ядроларының модельдері. Ядролық қабықтар моделі: бірбөлшектік модель, бірбөлшектік модель бойынша ядроның қасиеттері. Жалпыланған ұжымдық модель; ядроның тамшылық моделі. Кластерлік модель.

Ядро құрылымының, радиоактивтік ыдыраулардан шығарылатын  қасиеттері

α – ыдырау. α-бөлшектердің спектірі. Негізгі тәжірбиелік заңдылықтар. α-ыдырау теориясының элементтері. Тунельдік эффект. α-ыдырау периодының α-бөлшектердің энергияларына тәуелділігі. Ядролардың мөлшерлерін α-ыдыраудан алынған мәліметтерден анықтау.

β-ыдырау. β-ыдыраудың түрлері. Электрондардың энергиялық спектрлері. Нейтриноның барлығын тәжірибелік дәлелдеу. β-ыдырау теориясының элементтері. Нәзік әсерлесу туралы ұғым. Рұқсат етілген және тыйым салынған β-өтулер. β-ыдырауларда жұптылықтың сақталмауы. Нейтрино массасының мәселері.

Ядролардың γ-нұрлануы

Электрлік және магниттік өтулер. γ-өтулер үшін момент пен жұптылық бойынша сұрыптау ережелері және әр түрлі мультиполдік өтулер үшін өту ықтималдықтары. Ядролық изомерия. γ-кванттардың ішкі конверсиясы. Мессбауер эффектісі.

Ядролық реакциялар физикасы

Ядролық реакциялардың кірістік және шығыстық арналары. Ядролық реакциялардың энергетикасы. Ядролық реакциялардың кинематикасы. Сақталу заңдары.

Реакциялар қималары. Ядролық реакциялардың механизмдері. Құрама ядро моделі. Резонанстық ядролық реакциялар. Брейт-Вигнер формуласы. Ядролық тіке реакциялар. Ядролық тіке реакцияларды ядролық күйлердің кванттық сипаттамаларын анықтауға қолдану. γ-кванттардың, электрондардың, нейтрондардың, жеңіл иондардың, көп зарядты иондардың әсерінен өтетін реакциялардың ерекшеліктері. Тепе-теңдікалдылық процестер. Жоғарғы энергия кезіндегі реакциялар механизмдері.

Ядролық реакциларды зерттеудің тәжірибелік әдістері. Үдеткіштердің жұмыс істеу принциптері. Ядролық бөлшектердің тіркегіштері.

Атом ядроларының бөлінуі мен түзілуі (синтезі)

Бөліну туралы негізгі тәжірибелік мәліметтер. Бөлінудің элементар теориясы. Бөліну көрсеткіші. Өздік бөліну. Уранның нейтрондар әсерінен бөлінуі. Тізбекті реакция. Көбею коэффиценті. Ядролық реакторлар. Ядролық энергетика. Дағдылы және бәсекелес энергия көздерінің салыстырмалы сипаттамалары.

Жеңіл ядролардың түзілуі (синтезі)

Жұлдыздардағы ядролық реакциялар. Басқарылатын термоядролық синтез проблемалары.

Нуклон-нуклондық әсерлесу

Дейтрон- n-p-жүйенің байланысқан күйі. Дейтронның негізгі сипаттамалары. Дейтронның толқындық функциясы. Ядролық күштердің тензорлық сипаты.

Нейтронның протондарда шашыратылуы. Ядролық күштердің спинге тәуелдігі. Айнымайтын бөлшектердің шашыратылуының ерекшеліктері. Ядролық күштердің зарядқа тәуелсіздігі. Изотоптық спин. Паулидің жалпыланған принципі. Ядролық күштердің алмастырмалық сипаты. Ядролық күштердің қанығулық қасиеттері.

Қолданбалы ядролық физиканың физикалық негіздері

Ядролық нұрдың затпен әсерлесуі. Зарядталған бөлшектердің ортамен әсерлесуі. Энергияның атомды иондау мен қоздыруға шығыны. Нұрлану шығындары. Вавилов Черенков нұрлануы. Серпімді шашыратылу. Зарядталған бөлшектердің жүрімдері.

Нейтрондардың затпен әсерлесулері. Нейтрондардың баяулауы. Жылулық және резонанстық нейтрондар. Жылулық нейтродардың диффузиясы.

γ-нұрдың зат арқылы өтуі. γ-кванттардың әсерлесулерінің қималарының γ-нұрдың энергиясы мен заттың қасиеттеріне тәуелділігі. Ядролық нұрлардың тірі организмге әсері. Дозиметрия мен ядролық нұрлардан қорғанудың элементтері.

Жоғарғы энергия мен элементар бөлшектер физикасы

Элементар бөлшектер- жоғарғы энергия физикасы.

Жоғарғы энергия физикасының тәжірбиелік әдістері.

Жоғарғы энергиялы шоқтарды алудың қазіргі әдістері туралы ұғым. Бөлшектердің жинақтағыштары. Қарсы шоқтар. Релятвистік кинематика элементтері. Бөлшектердің туу және ыдырау құбылыстарын бақылау. Қысқа өмірлі бөлшектерді бақылау әдістері.

«Элементар бөлшек” ұғымының дамуы. Бақыланатын элементар бөлшектердің ортақ қасиеттері: лептондар, адрондар. Бөлшектер мен антибөлшектер.

Іргелі әсерлесулердің төрт түрі. Әсерлесу күші. Элементар бөлшектерді сараптау. Сақталу заңдары. Дәл және дәл емес кванттық сандар.

Кварктар. Элементар бөлшектердің кварктық моделі. Кварк - лептондық симметрия. Глюондар. Кванттық хромодинамиканың негізгі түсініктері. Кварктар мен лептондардың электромагниттік және нәзік әсерлесулері. Нәзік және электромеагниттік әсерлесулердің біріккен теориясы. Ұлы біріктіру теориясы.

Ғарыштық сәулелер. Бірінші реттік ғарыштық нұр. Ғарыштық нұрдың атмосфера арқылы өтуі. Ғарыштық сәулелердің  өзгерістері. Жердің радиациялық белдіктері. Ғарыштық сәулелердің тегі туралы тұжырымдар. Ғарыштық нұр бөлшектерінің үдетілуінің мүмкін механизмдері.

 

ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

Негізгі:

1. Қадыров Н. Ядролық физика негіздері.- Алматы: Қазақ университеті, 2000. – 526 б.
2. Мухин К.Н. Экспериментальная физика.- Т.1. Физика атомного ядра. - М.: Энергоатомиздат, 1993. -  616 с.
3. Мухин к.н. экспериментальная ядерная физика.- т.2: физика элементарных частиц.- м.: энергоатомиздат, 1993.- 376 с.
4. Широков ю.м., юдин н.п. ядерная физика.- м.: наука, 1980.- 671 с.
5. Ракобольская и.в. ядерная физика. -м.: издательство московского университета, 1971.- 293 с.
6. Иродов и.е. сборник задач по атомной и ядерной физике.- м.: энергоатомиздат, 1984.- 215с.
7. Иродов и.е. задачи по общей физике. - м.: наука, 2003.

қосымша:

1. Айзенберг и.в., грайнер в. модели ядер. коллективные и одночастичные явления.- м.: атомиздат, 1975.- 454 с.

2. Айзенберг и.в., грайнер в. механизмы возбуждения ядра.- м.: атомиздат, 1973.- 347 с.

3. Айзенберг и.в., грайнер в. микроскопические теории ядра.- м.: атомиздат, 1976.- 487 с.

 

11. Конденсацияланған күйдің физикасы

Конденсацияланған күй физикасының зерттеу объектілері

Конденсацияланған күйдің анықтамасы. Конденсацияланған қатты орталар.  Конденсацияланған қатты денелердің классификациясы және олардың негізгі қасиеттері. Конденсацияланған қатты денелерді зерттеу әдістері және оларды колдану салалары.

Конденсацияланған қатты денелердің құрылымы және оны анықтау тәсілдері

Конденсацияланған кристалдардың нүктелік симметриясы. Кристалдың кеңістік торы. Кристалдың трансляциялық симметриясы. Кристаллографиялық координаттар жүйесі. Түйінді жазықтықтар мен түзулердің кристаллографиялық белгілері. Трансляциялық симметрия топтары. Кері тор. Қатты денелердің атомдық құрылымын анықтау әдістері. Лауэ және Вульф-Брэгг формулалары. Атомдық және құрылымдық шашырату факторлары. Кристалдың симметриясы мен физикалық қасиеттері.

Атомаралық өзара әрекеттесу. Конденсацияланған қатты денелердегі байланыстардың негізігі түрлері

Ван-дер-Ваальс күштері. Байланыс энергиясы. Молекулалық кристалдар. Иондық кристалдар. Маделунг энергиясы. Маделунг тұрақтысын есептеу. Коваленттік кристалдар. Металдар. Сутекті және аралас байланысты кристалдар.

Конденсацияланған қатты денелердің механикалық қасиеттері

Қатты дененің күш салынған және деформацияланған күйлері. Гук заңы. Кристалл қатты денелердің серпімді және пластикалық қасиеттері.

Кристалл торындағы атомдардың тербелістері

Біртекті шектің бірөлшемді тербелістері. Монокристалдағы серпімді толқындар. Біратомды сызықты тізбектің тербелістері. Базисы бар бірөлшемді тордың тербелістері. Үшөлшемді тор атомдарының тербелістері. Борн-Карман шекаралық шарты және күйлер тығыздығы. Кристалл торының тербелістерін кванттау. Фонондар.

Қатты денелердің аумақтық теориясының негіздері

Қатты денелер үшін Шредингер теңдеуі. Бірэлектронды жуықтау. Блох функциясы. Кристалдағы электроның толқындық векторының қасиеттері. Бриллюэн аумақтары. Ферми беті. Кристалдағы электрондардың энергиялық спектрі. Крониг-Пенни моделі. Аумақтардың электрондармен толуы. Металдар, диэлектриктер, шалаөткізгіштер. Электроның эффектив массасы.

Конденсацияланған қатты денелердегі ақаулар

Ақаулардың классификациясы. Нүктелік, сызықты және көлемдік ақаулар. Ақаулардың бірқалыпты концентрациясы. Радиациялық ақаулар. Дислокациялар. Бюргерс контуры мен векторы. Дислокацияның пайда болу энергиясы. Дислокацияның ақаулармен өзара әрекеттесуі. Кристалдың физикалық қасиеттеріне ақаулардың әсері.