Общая физика

1. Физический смысл массы в механике. Импульс материальной точки. Законы Ньютона: границы их применимости.

2. Кинетическая энергия твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Момент силы и момент импульса относительно оси. Основной закон динамики вращательного движения. Закон сохранения момента импульса.

3. Постулаты СТО. Релятивистские выражения для массы, импульса, кинетической энергии. Закон взаимосвязи массы и энергии.

4. Первое начало термодинамики. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

5. Энергия системы зарядов, заряженного уединенного проводника и заряженного конденсатора.

6. Магнитное поле движущегося заряда. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

7. Закон Фарадея и его вывод из закона сохранения энергии. Энергия магнитного поля. Интерференция. Методы наблюдения интерференции. Интерференция света в тонких пленках.

8. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля.

9. Дифракция на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэгга.

10. Формула Планка. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина Релея-Джинса.

11. Масса и импульс фотона. Давление света. Опыты Лебедева.

12. Эффект Комптона и его элементарная теория.

13. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.

Взаимодействие излучения с веществом

1. Законы сохранения энергии и импульса для столкновений частиц в нерелятивистском и релятивистском случаях.

2. Передача кинетической энергии при упругом столкновении (рассмотреть релятивистский и нерелятивистский случаи).

3. Тормозные способности и пробеги ускоренных частиц в веществе.

4. Вывести закон ослабления монохроматического пучка заряженных частиц при его прохождении в веществе. Коэффициенты ослабления, их физический смысл.

5. Траектория заряженной частицы в поле атомного ядра в рамках классической механики.

6. Вывести формулу Резерфорда для дифференциального сечения по переданной энергии.

7. Особенности упругого рассеяния электронов и позитронов. Формула Мотта.

8. Зависимость среднего угла рассеяния заряженных частиц при прохождении в веществе от параметров взаимодействия. Стадии рассеяния заряженных частиц в веществе.

9. Рассеяние электромагнитных волн на атомах вещества в зависимости от длины волны падающего излучения. Когерентное и некогерентное рассеяние.

10. Рассеяние электромагнитного излучения на атомах вещества с длиной волны рентгеновского диапазона и короче.

11. Эффект образования электрон-позитронных пар. Баланс энергии при образовании пар. Зависимость сечения образования пар от энергии фотонов.

12. Снятие возбужденного состояния атомов в результате фотоэффекта.

13. Особенности взаимодействия рентгеновских фотонов и гамма-квантов с веществом.

Основы анализа поверхности твердых тел и тонких пленок

1. Перечислите и охарактеризуйте основные способы получения чистой поверхности. Какое максимальное давление должно быть в вакуумной камере, чтобы поддерживать поверхность чистой путем ее бомбардировки пучком ионов аргона с плотностью тока 10^-5 А/см². Обоснуйте ответ. Коэффициент распыления положить равным единице.

2. Опишите принцип работы источников излучений и заряженных частиц, используемых в спектроскопии поверхности.

3. Перечислите все эмиссионные явления, возникающие при взаимодействии ионов с энергией 1–10 кэВ с поверхностью твердых тел и дайте определения важнейших параметров, которыми описываются эти явления.

4. Полевая электронная и полевая ионная эмиссии. Сущность и описание (в том числе туннельный эффект, эффект Шотки).

5. Физическая сущность процессов, приводящих к эмиссии электронов (термо-, фото-, ионно- и Оже- электронная эмиссии).

6. Дайте классификацию процессов ионного распыления поверхности.

7. Классификация микропроцессов ионообразования при ионном распылении поверхности в каждой из характерных областей твердого тела и вакуума.

8. Опишите принцип фокусировки заряженных частиц (электронные линзы).

9. С помощью теории каскадного распыления П. Зигмунда рассчитайте коэффициент распыления поверхности серебра ионами аргона с энергией 1 кэВ.(М_Ar=40 а.е.м., М_Ag=107 а.е.м., энергия связи атомов серебра на поверхности – 5 эВ).

10. Основные допущения и выводы модели электронного обмена.

11. Основные представления, используемые при термодинамическом описании ионизации и возбуждения вторичных атомов.

12. Кристаллическая структура реальной и идеальной поверхности.

13. Какой кратности заряда ионы испаряются с поверхности при термоионной эмиссии? Почему ?

14. Какой напряженности электрические поля используются для наблюдения явлений: а) полевой ионной эмиссии; б) полевой электронной эмиссии;

15. Чем облучают поверхность и что фиксируют при изучении: а) вторичной ионной эмиссии; б) ионно-электронной эмиссии; в) электронно-ионной эмиссии; г) полевой электронной эмиссии.

16. Перечислите факторы, с помощью которых возбуждают поверхность при ее анализе методами атомной физики (не менее 5-ти).

17. Дайте определения коэффициента вторичной ионной эмиссии и степени ионизации вторичных ионов. Как эти величины связаны с коэффициентом распыления.

18. Реальная и идеальная поверхность твердого тела.

19. Электронная структура реальной и идеальной поверхности. Таммовские состояния.

20. Дайте определение предела обнаружения примеси в методах элементного анализа.