
- •Міністерство освіти і науки україни Запорізький національний технічний університет лекції з фізики
- •1 Сили зв’язку в твердих тілах. Дефекти кристалів
- •Сили Ван-дер-Ваальса
- •Іонний зв’язок
- •Ковалентний зв’язок
- •Металевий зв’язок
- •Водневий зв’язок
- •Сили відштовхування
- •Типи кристалів та їх дефекти
- •Елементи фізичної статистики
- •Хімічний потенціал. Ферміями і бозони. Невироджені та вироджені системи частинок. Поняття про функцію розподілу
- •Фазовий простір мікрочастинок та його квантування. Густина квантових станів
- •Функція розподілу для невироджених систем (функція Максвелла-Больцмана)
- •Функція розподілу для вироджених систем (функція Фермі-Дірака)
- •Правило статистичного усереднення
- •Теплові властивості твердих тіл
- •Класична теорія теплопровідності твердих тіл. Закон Дюлонга і Пті. Протиріччя класичної теорії теплоємності твердих тіл
- •Нормальні коливання кристалічної гратки. Спектр цих коливань. Поняття про фонони. Фононна модель твердих тіл
- •Дебаєвська теорія теплоємності твердих тіл
- •Теплоємність електронного газу
- •Теплове розширення твердих тіл
- •Теплопровідність кристалічної гратки
- •Теплопровідність електронного газу (металів)
- •Елементи зонної теорії твердих тіл
- •Узагальнення електронів у кристалі. Утворення енергетичних зон
- •Поняття про зони Бріллюена
- •Ефективна маса електронів. Поняття про дірки
- •Заповнення зон електронами. Провідники, діелектрики, напівпровідники
- •Електропровідність твердих тіл
- •Дрейф носіїв струму в електричному полі. Рухливість носіїв струму. Питома електропровідність
- •Залежність рухливості носіїв заряду від температури
- •Електропровідність чистих металів і сплавів. Температурний коефіцієнт опору
- •Поняття про надпровідність
- •Залежність концентрації вільних носіїв заряду в напівпровідниках від положення рівня Фермі
- •Положення рівня Фермі і концентрація вільних носіїв заряду у власних напівпровідниках. Електропровідність власних напівпровідників
- •Положення рівня Фермі і концентрація вільних носіїв заряду в домішкових напівпровідниках. Електропровідність домішкових напівпровідників при низьких температурах
- •Залежність положення рівня Фермі в домішкових напівпровідниках від температури. Температура виснаження домішки. Перехід до власної електропровідності
- •Нерівноважні явища в напівпровідниках
- •Нерівноважні носії заряду в напівпровідниках
- •Власна та домішкова фотопровідність
- •Поглинання світла речовиною. Кінетика фотопровідності
- •Люмінесценція
- •Ефект Холла та його застосування
- •Контактні явища
- •Контакт двох металів. Товщина контактного шару
- •Контакт метал-напівпровідник і його випрямляючі властивості. Омічний контакт
- •Контакт двох напівпровідників з різним типом провідності. Р-n- перехід і його випрямляючі властивості
- •Запираюче (зворотне) ввімкнення контакту
- •Пряме ввімкнення контакту. Пробій p-n-переходів
- •Способи одержання р-n-переходів
- •Принцип роботи біполярного транзистора
- •Магнітні властивості твердих тіл
- •Магнітне поле в магнетиках. Діа- пара- і феромагнетики та їх властивості
- •Магнітні властивості атомів. Гіромагнітні відношення
- •Природа діамагнетизму
- •Природа парамагнетизму. Парамагнетизм електронного газу
- •Гіромагнітні досліди. Природа феромагнетизму. Домени. Антиферомагнетики. Феріти
- •Елементи ядерної фізики
- •Склад і характеристики атомних ядер
- •Природа ядерних сил
- •Енергія зв’язку атомних ядер
- •Радіоактивність. Ядерні перетворення. Правило зміщення
- •Закон радіоактивного розпаду
Міністерство освіти і науки україни Запорізький національний технічний університет лекції з фізики
ФІЗИКА ТВЕРДОГО ТІЛА
ЯДЕРНА ФІЗИКА
Для студентів інженерно-технічних спеціальностей
денної форми навчання
ЗАПОРІЖЖЯ
2008
Лекції з фізики. Фізика твердого тіла. Ядерна фізика. Для студентів інженерно-технічних спеціальностей денної форми навчання./Укладач: В.К.Манько.-Запоріжжя: ЗНТУ, 2008.-103 с.
Укладач:
доцент кафедри фізики В.К.Манько
Рецензент:
завідувач кафедри фізики ЗНТУ доцент В.Г.Корніч
Затверджено
на засіданні кафедри
фізики Протокол № 2 від 16 листопада 2007 р.
Затверджено
Вченою радою електротехнічного факультету.
Протокол № 4 від 10 грудня 2007 р.
ЗМІСТ
1 Сили зв’язку в твердих тілах. Дефекти кристалів 6
-
Сили Ван-дер-Ваальса 6
-
Іонний зв’язок 6
-
Ковалентний зв’язок 8
-
Металевий зв’язок 10
-
Водневий зв’язок 10
-
Сили відштовхування 11
-
Типи кристалів та їх дефекти 11
-
Елементи фізичної статистики 16
-
Хімічний потенціал. Ферміями і бозони. Невироджені і
-
вироджені системи частинок. Поняття про функцію
розподілу 16
-
Фазовий простір мікрочастинок та його квантування.
Густина квантових станів 18
-
Функція розподілу для невироджених систем
(функція Максвелла-Больцмана) 20
-
Функція розподілу для вироджених систем
(функція Фермі-Дірака) 22
-
Правило статистичного усереднення 24
-
Теплові властивості твердих тіл 26
-
Класична теорія теплопровідності твердих тіл. Закон
Дюлонга і Пті. Протиріччя класичної теорії
теплоємності твердих тіл 26
-
Нормальні коливання кристалічної гратки.
Спектр цих коливань. Поняття про фонони.
Фононна модель твердих тіл 27
-
Дебаєвська теорія теплоємності твердих тіл. 29
-
Теплоємність електронного газу 31
-
Теплове розширення твердих тіл 32
-
Теплопровідність кристалічної гратки 35
-
Теплопровідність електронного газу (металів) 36
-
Елементи зонної теорії твердих тіл 38
-
Узагальнення електронів у кристалі. Утворення
енергетичних зон 38
-
Поняття про зони Бріллюена 40
-
Ефективна маса електронів. Поняття про дірки…………...42
-
Заповнення зон електронами. Провідники, діелектрики,
напівпровідники 44
-
Електропровідність твердих тіл 46
-
Дрейф носіїв струму в електричному полі. Рухливість
-
носіїв струму. Питома електропровідність 46
-
Залежність рухливості носіїв заряду від температури 48
-
Електропровідність чистих металів і сплавів.
Температурний коефіцієнт опору 50
-
Поняття про надпровідність 51
-
Залежність концентрації вільних носіїв заряду
в напівпровідниках від положення рівня Фермі 54
-
Положення рівня Фермі і концентрація вільних носіїв
заряду у власних напівпровідниках.
Електропровідність власних напівпровідників .56
-
Положення рівня Фермі і концентрація вільних носіїв
заряду в домішкових напівпровідниках.
Електропровідність домішкових напівпровідників
при низьких температурах 57
-
Залежність положення рівня Фермі в домішкових
напівпровідниках від температури. Температура
виснаження домішки. Перехід до власної
електропровідності 59
-
Нерівноважні явища в напівпровідниках 62
-
Нерівноважні носії заряду в напівпровідниках 62
-
Власна та домішкова фотопровідність 64
-
Поглинання світла речовиною. Кінетика фотопровідності 66
-
Люмінесценція 69
-
Ефект Холла та його застосування 70
-
Контактні явища 73
-
Контакт двох металів. Товщина контактного шару 73
-
Контакт метал-напівпровідник і його випрямляючі
-
властивості. Омічний контакт 75
-
Контакт двох напівпровідників з різним типом провідності. р-n- перехід і його випрямляючі властивості 78
-
Запираюче (зворотне) ввімкнення контакту 80
-
-
Пряме ввімкнення контакту. Пробій p-n-переходів.........80
-
Способи одержання р-n-переходів………………………….82
-
Принцип роботи біполярного транзистора………………….83
-
Магнітні властивості твердих тіл 85
-
Магнітне поле в магнетиках. Діа- пара- і
феромагнетики та їх властивості 85
-
Магнітні властивості атомів. Гіромагнітні відношення 88
-
Природа діамагнетизму 90
-
Природа парамагнетизму. Парамагнетизм
електронного газу 91
-
Гіромагнітні досліди. Природа феромагнетизму. Домени.
Антиферомагнетики. Ферити 92
-
Елементи ядерної фізики 95
-
Склад і характеристики атомних ядер 95
-
Природа ядерних сил 96
-
Енергія зв’язку атомних ядер 99
-
Радіоактивність. Ядерні перетворення.
Правило зміщення 100
-
Закон радіоактивного розпаду 102