- •«Физика твердого тела»
- •1. Виды связей в кристаллах.
- •2. Распределение электронов в кристалле по квантовым состояниям (распределение Ферми-Дирака).
- •3. Энергия Ферми, уровень Ферми, температура Ферми (температура вырождения).
- •4. Элементы зонной теории твердых тел. Деление твердых тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.
- •5. Классическая теория теплоемкости Дюлонга-Пти для твердых тел, трудности теории.
- •6. Фононы. Распределение фононов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна).
- •7. Квантовая теория теплоемкости Дебая для твердых тел. Характеристическая температура Дебая.
- •9. Тепловое излучение тел. Энергетическая светимость, излучательная и поглощательная способности тела. Абсолютно черное тело (ачт).
- •10. Закон Кирхгофа для теплового излучения тел.
- •11. Закон Стефана-Больцмана для теплового излучения тел.
- •12. Первый закон (закон смещения) Вина. Второй закон Вина для теплового излучения тел.
- •13. Формула Рэлея-Джинса для теплового излучения тел. «Ультрафиолетовая катастрофа».
- •14. Фотоны. Распределение фотонов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна). Формула Планка для теплового излучения.
- •15. Классическая и квантовая теория электропроводности металлов. Зависимость сопротивления металла от температуры. Сверхпроводимость.
- •16. Собственные полупроводники. Проводимость полупроводников и ее температурная зависимость. Терморезисторы.
- •17. Примесные полупроводники (донорные, акцепторные). Проводимость примесных полупроводников и ее температурная зависимость.
- •18. Фотопроводимость полупроводников. Красная граница фотопроводимости. Полупроводниковые фотоэлементы.
- •19. Контакт электронного и дырочного полупроводников. Полупроводниковый диод, транзистор.
- •20. Термоэлектронная эмиссия и ее практической применение. Контакт двух металлов. Термопара.
14. Фотоны. Распределение фотонов по квантовым состояниям (распределение Бозе-Эйнштейна). Формула Планка для теплового излучения.
Фото́н — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю.
Бозе — Эйнштейна распределение, формула, описывающая распределение по энергетическим уровням тождественных частиц с нулевым или целочисленным спином при условии, что взаимодействие частиц в системе слабо и им можно пренебречь. Частный случай Б.—Э. р. — формула Планка для фотонов (квантов электромагнитного излучения), обладающих нулевой массой и спином 1
Планка закон излучения, формула Планка, закон распределения энергии в спектре равновесного излучения (электромагнитного излучения, находящегося в термодинамическом равновесии с веществом) при определённой температуре. Был впервые выведен М. Планком в 1900 на основе гипотезы квантов энергии. П. з. и. даёт спектральную зависимость от частоты v или длины волны l =c/n (где с — скорость света) объёмной плотности излучения r (энергии излучения в единице объёма) и пропорциональной ей испускательной способности абсолютно чёрного тела (энергии излучения, испускаемой единицей его поверхности за единицу времени). Функции rn,T и un,T(или rl, T и ul, T), отнесённые к единице интервала частот (или длин волн), являются универсальными функциями от n (или l) и Т, не зависящими от природы вещества, с которым излучение находится в равновесии.
15. Классическая и квантовая теория электропроводности металлов. Зависимость сопротивления металла от температуры. Сверхпроводимость.
Квантовая теория электропроводности металлов — теория электропроводности, основывающаяся на квантовой механике и квантовой статистике Ферми - Дирака, — пересмотрела вопрос об электропроводности металлов, рассмотренный в классической физике. Расчет электропроводности металлов, выполненный на основе этой теории, приводит к выражению для удельной электрической проводимости металла
y=(n*e^2<Lf>)/m<Uf>
которое по внешнему виду напоминает классическую формулу (103.2) для g, но имеет совершенно другое физическое содержание. Здесь n — концентрация электронов проводимости в металле, Lf — средняя длина свободного пробега электрона, имеющего энергию Ферми, Uf — средняя скорость теплового движения такого электрона.
Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объема сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает, что сверхпроводимость не может быть описана просто как идеальная проводимость в классическом понимании.