Модуль 6:

Квантовая статистика, физика твердого тела, физика атомного ядра и элементарных частиц.

Лекция 10. Квантовые системы из одинаковых частиц. Принцип тождественности одинаковых микрочастиц. Симметричные и антисимметричные состояния (волновые функции) тождественных микрочастиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Периодическая система элементов.

ОЛ-1 §6.1. ОЛ-5 §46-47.

Лекция 11. Квантовые статистические распределения. Плотность квантовых состояний. Распределение Ферми-Дирака. Функция распределения частиц по энергиям. Энергия Ферми. Вырожденный электронный газ, температура вырождения. Распределение Бозе-Эйнштейна. Фотоны и фононы.

ОЛ-1 §6.2-6.5. ОЛ-3 §7.1, 7.2, 8.1. ДЛ-4 §4.1-4.4. ДЛ-5 §39.4-39.8. ДЛ-9 §5.1, 5.2.

Тему “Эмиссия электронов из металла” студенты прорабатывают самостоятельно. При этом рассматривают следующие вопросы: Работа выхода электрона из металла. Термоэлектронная эмиссия, формула Ричардсона-Дэшмана. Эффект Шоттки. Холодная (автоэлектронная) эмиссия.

ОЛ-1 §6.6. ОЛ-3 §9.1, 9.2. ОЛ-5 §29. ДЛ-9 §6.1-6.4.

Лекция 12. Зонная теория твердых тел. Электроны в периодическом поле кристалла. Образование энергетических зон для электронов в кристалле. Зонная структура в металлах, полупроводниках и диэлектриках. Проводимость металлов. Сверхпроводимость.

ОЛ-2 §4.1-4.4. ОЛ-3 §8.2, 8.4, 8.5. ОЛ-4 §65, 66. ДЛ-5 §40.1-40.3. ДЛ-9 §7.1-7.6.

Тему “Энергетический спектр электронов в кристалле” студенты прорабатывают самостоятельно. При этом рассматривают следующие вопросы: Модель Кронига-Пенни. Приближение сильной связи. Модель почти свободных электронов. Динамика электронов в кристаллической решетке. Эффективная масса электрона.

ОЛ-2 §4.1. ДЛ-9 §7.1-7.7.

Лекция 13. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Уровень Ферми в чистых и примесных полупроводниках. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Фотопроводимость полупроводников. Процессы генерации и рекомбинации носителей заряда. Эффект Холла в полупроводниках.

ОЛ-2 §4.4. ОЛ-3 §8.6. ДЛ-4 §40.5, 40.6. ДЛ-8 §8.1-8.4.

Лекция 14. Контактные явления в полупроводниках. Р-n – переход. Распределение электронов и дырок в р-n – переходе. Ток основных и неосновных носителей через р-n – переход. Вольтамперная характеристика р-n – перехода. Выпрямляющие свойства р-n – перехода.

ОЛ-2 §4.5. ОЛ-3 §9.5. ОЛ-4 §69. ДЛ-8 §8.7.

Лекция 15. Структура атомного ядра. Характеристики ядра: заряд, масса, энергия связи, спин и магнитный момент. Свойства и обменный характер ядерных сил. Деление тяжелых ядер и цепные реакции. Термоядерный синтез.

ОЛ-1 §7.1. ОЛ-3 §10.1-10.4. ОЛ-6 §87-95, 98. ДЛ-3 §8.1-8.3.

Лекция 16. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Активность. Естественная и искусственная радиоактивность. Виды радиоактивных излучений. Эффект Мессбауэра. Радиоактивные ряды, закон сложного распада. Источники радиоактивных излучений. Радиоизотопный анализ.

ОЛ-1 §7.2. ОЛ-3 §6.6, 10.5. ОЛ-6 §71-76. ДЛ-3 §8.4, 8.5.

Лекция 17. Элементарные частицы. Их основные характеристики. Типы взаимодействий. Классификация частиц. Лептоны и адроны. Кварковая структура адронов. Симметрия и законы сохранения в мире элементарных частиц.

ОЛ-1 §7.4. ОЛ-3 §11.1, 11.4, 11.8-11.11. ОЛ-6 §104-110. ДЛ-3 §9.1-9.7.

Тему “Взаимодействие ядерных излучений с веществом” студенты прорабатывают самостоятельно. При этом рассматривают следующие вопросы: Детектирование различных излучений. Понятие о дозиметрии и защите.

ОЛ-3 §11.2. ОЛ-6 §79-83. ДЛ-5 §41.6.

Лекция 18 (резервная). Квантовые объекты нанотехнологий. Квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, углеродные нанотрубки. Их структура, свойства, перспективы практического применения. Сканирующие зондовые микроскопы: СТМ, АСМ, ОМБП. Принцип работы и разрешающая способность.

ОЛ-1 Приложение.