Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 24

1. Исходя из модели свободных электронов в металле, определите число соударений с дефектами кристаллической решетки, которые испытывает электрон за 1 с, если концентрация свободных электронов равна 10²⁹ м^–3, а удельная проводимость металла равна 10⁷ См/м.

2. Оцените границы температурного интервала, в котором концентрация электронов в германии, содержащем 210¹⁵ см^–3 доноров с энергетическим уровнем E_d = E_c – 0,01 эВ, постоянна и равна концентрации доноров. Ширина запрещенной зоны германия W = 0,785 эВ. Эффективные массы электронов и дырок в германии принять равными соответственно 1,58m_e и 0,362m_e.

3. Исходя из микроскопических представлений получите выражение для коэффициента теплового расширения (КТР) твердых тел.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 25

1. Оцените границы температурного интервала, в котором концентрация электронов в InSb, содержащем 210¹⁵ см^–3 доноров с энергетическим уровнем E_d = E_c – 0,001 эВ, постоянна и равна концентрации доноров. Ширина запрещенной зоны полупроводника W = 0,26 эВ. Эффективную массу электронов проводимости принять равной 0,015m_e, дырок – 0,5m_e.

2. При нагревании некоторого металла от 0 °С до 500 °С его плотность уменьшается в 1,027 раза. Найдите для этого металла коэффициент линейного расширения, считая его в данном интервале температур постоянным.

3. Нарисуйте и поясните график температурной зависимости удельного сопротивления чистых металлов и сплавов. Каким образом сопротивление бинарных сплавов зависит от относительной доли металла в сплаве?

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 26

1. На плите стоит алюминиевая кастрюля диаметром 15 см, наполненная водой. Вода кипит, и при этом за время 1 мин образуется 300 г водяного пара. Найдите температуру внешней поверхности дна кастрюли, если его толщина равна 2 мм. Теплота парообразования воды r = 2,26 МДж/кг, теплопроводность алюминия  = 209,3 Вт/(мК). Потерями тепла пренебречь.

2. Какова концентрация носителей заряда при комнатной температуре в германии, содержащем 210¹⁵ см^–3 сурьмы? Уровень сурьмы E_d = E_c – 0,01 эВ. Ширина запрещенной зоны германия W = 0,785 эВ. Эффективные массы электронов и дырок в германии принять равными соответственно 1,58m_e и 0,362m_e.

3. Нарисуйте и поясните график температурной зависимости удельной проводимости собственных полупроводников.

Утверждаю

Зав.кафедрой физики ______________

Орловский государственный технический университет

Кафедра физики

Предмет: ФОМ

Экзаменационный билет N 27

1. Пластинки из меди (толщиной d₁ = 9 мм) и железа (толщиной d₂ = 3 мм) сложены вместе. Внешняя поверхность медной пластинки поддерживается при температуре 50 °С, внешняя поверхность железной – при температуре 0 °С. Найдите температуру поверхности их соприкосновения, если теплопроводность меди ₁ = 390 Вт/(мК), железа ₂ = 74 Вт/(мК). Площадь пластинок велика по сравнению с их толщиной.

2. Вычислите концентрацию электронов проводимости и удельное сопротивление кремния, легированного фосфором (N_Д = 10¹⁷ см^–3), при температуре 1500 К, если эффективные массы электронов и дырок в кремнии равны соответственно 0,91m_e и 0,595m_e, подвижность электронов _n = 1.4510³ см²/(Вс), подвижность дырок _p = 100 см²В^–1с^–1, а энергетический уровень фосфора в кремнии равен E_с – 0.045 эВ. Ширина запрещенной зоны кремния W = 1,1 эВ.

3. Зная, как распределены электроны металла по состояниям с различной энергией (при T = 0 К), докажите, что химический потенциал системы электронов металла равен энергии Ферми.