Раздел 7. Физика твердого тела.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Как на основе квантовой теории электропроводности металлов объяснить зависи­мость удельной проводимости от температуры?

2. Объясните явление сверхпроводимости.

3. Чем обусловлена проводимость собственных полупроводников?

4. Каков механизм дырочной проводимости полупроводников?

5. Каков механизм примесной проводимости полупроводников?

6. Определите сопротивление кремниевого образца (ширина запрещенной зоны равна 1,12 эВ) при температуре 23°С. Длина образца равна 10 мм, площадь поперечного се­чения - 1 мм². Подвижность электронов равна 3400 см²/(В^.с), дырок - 1900 см²/В-с. Эффективная плотность состояний в зоне проводимости равна 2,8^.10²⁵ м^-3 , эффектив­ная плотность состояний в валентной зоне равна 10²⁵ м^-3 .

7) Сравните выражения для удельной электрической проводимости металла по класси- ческой и квантовой теории и объясните, чем отличаются они по физическому содер­жанию.

Рекомендуемая литература: 3, 7, 8, 9, 13, 18, 19-21, 23, 25, 28, 36, 38, 46, 47, 49.

Контактные и термоэлектрические явления.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Что такое работа выхода электронов из металлов и полупроводников?

2. Что такое контактная разность потенциалов? Сформулируйте причины ее возникно­вения.

3. Сформулируйте законы Вольта.

4. В чем заключается явление термоэлектронной эмиссии?

5. Охарактеризуйте термоэлектрические явления (Зеебека, Пельтье, Томсона).

6. Для измерения температуры используется термопара хромель-копель, дифференци­альная термо-э.д.с. которой в измеряемом интервале равна 69,5 мкВ/град. Определить, какую температуру имел измеряемый объект, если измеренная термо-э.д.с. оказалась равной 6,95 мВ, а "холодный" спай имел температуру 0°С.

7. Замкнутая цепь состоит из двух различных полупроводников. Концентрация электро­нов проводимости в полупроводниках равна 10²⁴ м^-3 и 10²⁶ м^-3,соответственно. Оп­ределить термо-э.д.с, возникающую в этой цепи, если разница температур контактов равна 100⁰ С.

Рекомендуемая литература: 3, 7, 8, 9, 13, 18, 19-21, 23, 25, 28, 36, 38, 46, 47, 49.

Раздел 8. Атомное ядро и элементарные частицы.

Атомное ядро.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Что такое нуклон?

2. Как определяется энергия связи ядра?

3. Что такое дефект массы ядра?

4. Перечислите основные свойства ядерных сил.

5. Опишите капельную и оболочечную модели ядра.

6. Определить минимальную энергию, необходимую, для того, чтобы расщепить ядро атома углерода ¹²С₆ на два равных осколка.

7. Определить энергию ядерной реакции ⁹Ве (η, γ) ¹⁰В, если известно, что энергия связи Е_св.ядра ⁹Ве равна 58,16 МэВ. а ядра ¹⁰В - 64,98 МэВ.

Рекомендуемая литература: 3, 7, 8, 9, 13, 18, 19-21, 23, 25, 28, 36, 38, 46, 47, 49.

Радиоактивное излучение и его виды.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Что такое радиоактивность? Радиоактивное излучение?

2. Сформулируйте правило смещении для альфа-распада.

3. Сформулируйте правило смешения для бета-распада.

4. По какому закону изменяется со временем число пераспавшихся атомов нуклида?

5. Активность некоторого изогона за время 10 суток уменьшилась на 20%. Определить период полураспада этого изотопа.

6. Какая часть начального количества атомов распадается за один год в радиоактивном изотопе тория ²²⁸Th?

7. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определите, в какой эле­мент превращается ²³⁸U после трех альфа- и двух бета- распадов.

Рекомендуемая литература: 3, 7, 8, 9, 13, 18, 19-21, 23, 25, 28, 36, 38, 46, 47, 49.

Ядерные реакции и их основные типы.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Что называется ядерными реакциями?

2. Перечислите основные типы ядерных реакций.

3. В чем заключается реакция деления ядра?

4. В чем заключается цепная реакция деления ядра?

5. В одном акте деления ядра урана ²³⁵U освобождается энергия 200 МэВ. Определить: 1) энергию, выделяющуюся при делении всех ядер этого изотопа урана массой 1 кг; 2) массу каменного угля с удельной теплотой сгорания 29.3 МДж/кг, эквивалентного в тепловом отношении 1 кг урана ²³⁵U.

6. Считая, что в одном акте деления ядра урана ²³⁵U освобождается энергия 200 МэВ, определить массу этого изотопа, подвергшегося делению при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 3^.10⁶ кг, если тепловой эквивалент тротила равен 4,19 МДж/кг.

7. Определить энергию ядерной реакции ⁹Ве (η, γ) ¹⁰В, если известно, что энергия связи Е_св.ядра⁹Ве равна 58.16 МэВ. а ядра ¹⁰В - 64.98 МэВ.

Рекомендуемая литература: 3, 7, 8, 9, 13, 18, 19-21, 23, 25, 28, 36, 38, 46, 47, 49.

Элементы физики элементарных частиц.

Вопросы и задания для самопроверки:

1. Какие типы взаимодействия осуществляются в природе и как их можно охарактери­зовать?

2. Частицы и античастицы

3. Приведите классификацию элементарных частиц.

4. Какие законы сохранения выполняются для всех типов взаимодействий элементар­ных частиц?

5. Какие характеристики являются для частиц и античастиц одинаковыми? А какие -разными?

6. Зачем нужна гипотеза о существовании кварков? Что объясняется с ее помощью?

7. При захвате протоном отрицательного мюона образуется нейтрон и еще одна частица. Запишите эту реакцию и определите, что это за частица.

8. Запишите схемы распада положительного и отрицательного мюонов.

9. Перечислите основные свойства нейтрино и антинейтрино и объясните, чем они от­личаются по современным представлениям друг от друга.

Рекомендуемая литература: 3, 7, 8, 9, 13, 18, 19-21, 23, 25, 28, 36, 38, 46, 47, 49.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная:

1. Савельев П.В.. Курс физики. Механика. Молекулярная физика, т. 1, Наука. М„ 1989.

2. Савельев II.В.. Курс физики. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика, т. 2, Наука М.. 1988.

3. Савельев П.В.. Курс физики. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц, т. 3. Наука. М., 1987.

4. Иродов П.Е.. Механика. Основные законы, Физматлит, Невский Диалект, Лаборатория Базовых Знании. М.-С.-Пб., 2000.

5. Иродов И.Е.. Физика макросистем. Основные законы, Физматлит, Невский Диалект, Лаборатория Базовых Знании, М.-С-Пб.. 2001.

6. Иродов ИЛ:., Электромагнетизм. Основные законы, Физматлит, Невский Диалект, Ла­боратория Базовых Знаний, М.-С-Пб., 2001.

7. Иродов П.Е.. Волновые процессы. Основные законы, ЮНИМЕДИАСТАЙЛ, Лаборато­рия Базовых Знаний, М., 2002.

8. Иродов И.Е.. Квантовая физика. Основные законы. Физматлит, Невский Диалект, Ла­боратория Базовых Знаний, М.-С-Пб., 2001.

9. Детлаф А.А.. Яворский Б.М., Курс физики, Высшая школа, М., 2002.

10. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.П., Механика, ACADEMA, М., 2001.

11. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н., Молекулярная физика, ACADEMA, М., 2000.

12. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н., Электродинамика, ACADEMA, М., 2002.

13. Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.П., Оптика и атомная физика, ACADEMA, М..2000.

14. Сивухин Д.В., Общий курс физики. Механика, т.1, Наука, М., 1989.

15. Сивухин Д.В., Общий курс физики. Термодинамика и молекулярная физика, т,2, Наука, М.. 1990.

16. Сивухин Д.В., Общий курс физики. Электричество, т.З, ч. 1., Наука, Физматлит, М., 1996.

17. Сивухин Д.В., Общий курс физики. Электричество, т.З, ч. 2., Наука, Физматлит, М., 1996.

18. Сивухин Д.В.. Общий курс физики. Оптика, т.4, Наука, М.. 19S5.

19. Сивухин Д.В.. Общий курс физики. Атомная и ядерная физика, т.5, ч.1, Наука, М., 1986.

20. Сивухин Д.В.. Общий курс физики. Атомная и ядерная физика, т.5, ч.2, Наука, М., 1989.

21. Трофимова Т.П.. Курс физики, любого издания.

22. Курс физики, т. 1. под ред. Лозовского В.П.. Лань. С-Пб.. 2001.

23. Курс физики, т. 2, под ред. Лозовского В.Н., Лань. С-Пб.. 2001.

24. Основы физики, т. 1, под ред. Кингсепа А.С, Физматлит, М.. 2001.

25. Основы физики, тт. 2, под ред. Кингсепа А.С, Физматлит. М.. 2001.

26. Зисман Г.А.. Тодес О.М.. Курс обшей физики, т.1. Наука. М., 1972.

27. Зисман Г.А.. Тодес О.М.. Курс общей физики, т.2. Наука. М.. 1969. 28. Зисман Г.А.. Тодес О.М., Курс обшей физики. т.З. Наука. М.. 1970.

29. Матвеев А.Н.. Механика и теория относительности. ОНИКС 21 век, Мир и Образова­ние. М., 2003.

30. Матвеев А.Н.. Молекулярная физика. ОНИКС 21век. Мир и Образование, М., 2006.

31. Матвеев А.Н.. Электричество и магнетизм. ОНИКС 21век. Мир и Образование, М.. 2005.

32. Кикоин А.К.. Кикоин И.К., Молекулярная физика. Наука. М., 1976.

33. Калашников С.Г., Электричество, Паука, М, 1977.

34. Тамм ИЛ:., Основы теории электричества. Паука. М.. 1976.

35. Годжаев Н.М., Оптика. Высшая школа, М.. 1977.

36. Корсунский М.П. Оптика. Строение атома. Атомное ядро, Физматлит, 1962.

37. Ландсберг Г.С., Оптика,

38. Шпольский Э.В., Атомная физика, ч. 1 и 2. Паука. М., 1984.

Дополнительная:

39. Павлов В.П., Механика. Молекулярная физика. М.. 1955.

40. Стрелков СП.. Механика. Лань. С-Пб., 2005.

41. Стрелков СП., Введение в теорию колебаний. Наука, М., 1964.

42. Архангельский М.М., Курс физики. Механика, Просвещение, М.. 1965.

43. Павленко Ю.Г., Начала физики. Экзамен, М.. 2005.

44. Китель Ч.. Найт В.. Рудерман М., Берклеевский Курс Физики, Механика, т.1. Наука. М.. 1983.

45. Парселл Э., Берклеевский Курс Физики, Электричество и магнетизм, т.2, Наука, М., 1983.

46. Крауфорд Ф., Берклеевский Курс Физики, Волны, т.З, Наука, М., 1984.

47. Вихман Э.. Берклеевский Курс Физики, Квантовая физика, т.4. Наука, М., 1986.

48. Рейф Ф., Берклеевский Курс Физики. Статистическая физика, т.5, Наука, М., 1977.

49. Фано У.. Фано Л., Физика атомов и молекул. Наука, М., 1980.

50. Лоренц Г.А., Лекции по термодинамики, PXD, М.-Ижевск, 2001.

51. Пригожин П., Кондепуди Д., Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур, Мир, М., 2002.