
- •Волновая оптика
- •2. Интерференция света
- •3. Влияние немонохроматичности и размера источника.
- •4. Интерференция при отражения от тонких плёнок. Просветление оптики.
- •5. Полосы равного наклона
- •6. Интерферометры.
- •7. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера. Принцип Гюйгенса-Френеля.
- •8. Метод зон Френеля
- •9 Дифракция Френеля на круглом отверстии.
- •10.Дифракция на крупном непрозрачном диске.
- •11.Дифракция Фраугофера на щели.
- •В результате дифр—ии после щели лучи расх—ся. По
- •12. Дифракционная решетка
- •13.Дифракция рентген. Лучей на кристаллах.Ф—ла Брэгга—Вульфа
- •Рентгеноструктурный анализ.Рентгеноспектроскопия
- •14.Понятие о голографии.Запись и воспроизведение голограмм.Голог-
- •19.Основные законы теплового излучения.Энергетическая светимость, испускательная способность.
- •20.Пирометрия и тепловидение.
- •21.Тормозное рентгеновское излучение,коротковолновая граница
- •22.Фотоэффект.Виды фотоэффекта.Примеры применения.Принцип
- •23.Масса и импульс фотона.(из книги)
- •24.Эффект Комптона.
- •25. Волновые свойства микрочастиц.
- •26.Соотношение неопределённости.
- •27.Прохождение микрочастицы через щель.
- •28. Оценка минимальной энергии электрона в атоме .
- •29. Задание состояния частицы в квантовой механике.
- •30. Принцип суперпозиции квантовых состояний .
- •32 Собственные значения энергии и собств. Функции. Квантование энергии.
- •33 Частица в потенциальной яме с высокими стенками.
- •35 Прохождение частицы через потенциальный барьер. Тунельный эффект.
- •36. Операторы в квантовой механике
- •37.Собственные значения момента импульса и проекции момента импульса.
- •38.Орбитальные моменты электронов. Магнитомеханическое отношение.
- •39.Опыты Эйнштейна и де Хааза.
- •40. Опыт Барнетта (прямой механомагнитный эффект)
- •41. Спин. Проекции спина.
- •42. Сложение моментов импульса для системы частиц. Полный мом. Имп. Е- в атоме
- •43. Элементарные частицы. Виды взаимодействия и классы элемент. Частиц.Фотоны, лептоны, адроны.
- •49 Α –распад, β-распад, 3 вида β-распада
- •50 Γ- излучение
- •51 Активность радиоакт.Рпепарата. Единицы радиоакт-ти – беккерель и кюри.
- •52. Ядерные реакции. Энергия ядерной реакции. З.С. При ядерных реакциях.
- •53. Реакции деления.
- •54. Реакции синтеза.
- •55. Воздействие радиоактивных излучений на человека. Поглощенная доза, грей.
- •56. Модель атома Томсона. Опыты Резерфорда-Бора. Постулаты Бора.
- •Билет 57. Элементарная теория водородоподобного атома по Бору.
- •Билет 58. Спектральные серии атома водорода.
- •Билет 59. Квантово-механическая модель водородоподобного атома. (Результаты решения уравнения Шредингера). Квантовые числа электрона в атоме.
- •Билет 60. Вырождение уравнений. Кратность вырождений.
- •61. Опыт Штерна и Герлаха.
- •62. Символы состояния. Схема уровней атома водорода. Учет спин-орбитального взаимодействия.
- •63.Многоэлектронный атом. Принцип запрета Паули. Электронные оболочки и подоболочки.
- •64. Периодическая система элементов Менделеева.
- •69. Комбинационное рассеяние света
- •70. Физика твёрдого тела. Строение твёрдых тел. Физические типы кристаллических решёток.
- •71. Теплоёмкость кристаллов.
- •72. Теория Энштейна.
- •74. Спонтанные и вынужденные излучения. Поглощения.
- •Так же смотреть билет 75
- •76. Основные типы лазеров. Свойства лазерного излучения и основные области применения лазеров.
- •77. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, полупроводники, диэлектрики.
- •78. Влияние температуры на заполнение квантовых состояний. Распределение Ферми-Дирака. Уровень Ферми.
- •80. Электропроводность полупроводников. Собственная проводимость. Примесная проводимость п/п-ов. Донорные примеси, электронная примесная проводимость.
76. Основные типы лазеров. Свойства лазерного излучения и основные области применения лазеров.
Лазеры в зависимости от типа активной среды: твердотельные, жидкостные, плазменные. Из твердотельных кроме рубина применяются лазеры на алюмо-итриевом гранате с неодимом (=1.06 мкм). Это дешёвые мощные лазеры, которые работают в импульсном режиме. Жидкостные на органических красителях (более 200 видов)=0.31.3 мкм. Газовые на разряженных газах (p=110 мм рт. ст.); накачка осуществляется с помощью электрического разряда, работают в беспрерывном режиме. Гелий-неоновый лазер излучает 3 длинны волны1=0.632=1.153=3.39 мкм. Аргоновый 2 длинны волны1=0.492=0.51 мкм. Для накачки используют дуговой разряд постоянного тока. Самые мощные лазеры на углеродистом газе излучают в инфракрасной области=10.6 мкм, до 15кВт в непрерывном режиме. Эти лазеры невидимым лучом способны резать, плавить, варить металлы и неметаллы.
Применение лазеров основано на уникальных свойствах лазерного излучения: 1.высокая степень когерентности; 2. малая расходимость (узкая направленность) луча. Узкая направленность: можно получить высокую плотность мощности (до 107Вт/см2) используется в лазерной технологии обработки материалов (сверление алмазов, металлов, керамики, раскройка тканей). Лазерная резка (тонкие точные размеры, химическая чистота процесса, возможна резка по сложному контуру); например лазер на СО2мощностью 3кВт режет стальной лист толщиной 5 мм со скоростью 3 м/мин. Лазерная сварка (нет контакта с изделием, нет грязи, возможна сварка через окно в геометрических объемах, сварка сетчатки глаза через глазное яблоко, малые зоны теплового влияния). Лазер в качестве скальпеля (стерильность, почти без крови и безболезненность); использование лазера вместо бормашины; использование для записи и считывания информации на компакт-дисках.
Информационное применение лазера связано с тем, что его излучение имеет высокую степень когерентности: в информационных технологиях для получения, обработки и передачи информации, для контроля и измерений. Примеры: голография, волоконно-оптическая связь, лазерное зондирование атмосферы, терапия.
77. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, полупроводники, диэлектрики.
Изолированные атомы имеют определенный набор квантовых состояний, в которых они могут находиться. Каждому квантовому состоянию соответствует определенный уровень энергии. В кристалле, состоящем из nатомов, число возможных квантовых состояний каждого атома увеличивается вnраз за счет их взаимодействия с другими атомами. Каждый энергетический уровень расщепляется наnблизлежащих уровней. Вместо каждого уровня образуется изолированная энергетическая зона, в пределах которой атом может изменять свою энергию. Наибольшее расщепление происходит для уровней, на которых находятся валентные (внешние) электроны. Уровни, на которых находятся электроны внутренних оболочек, расщепляются слабо, т.е. связаны с ядром.(r1,r2 – равновесное расстояние между атомами (смотри рис.)).В зависимости от атомов расстояние при котором наблюдается равновесие, может быть типаr1 и типаr2. При равновесии типаr1 каждый энергетический уровень, на котором находятся валентные электроны, распадается наnэнергетических уровней, образуя разрешенные и запрещенные зоны. В пределах разрешенной зоны энергия атома может изменяться квази-непрерывно, т.к. ширина разрешенной зоны не зависит от количества атомов в кристалле и имеет порядок около 1эВ. Если в кристалле 1023атомов, то в разрешенной зоне будет около 1023уровней, тогда расстояние между ними будет порядка 10-23эВ При нагревании кристалла на 1К энергия атома возрастет на 10-4эВ.
Металлы(мет), полупроводники(п/п) и диэлектрики. Зонная теория твердых тел позволяет объяснить электропроводность мет , п/п, и диэлектрика. Разрешенную зону, на которой находятся валентные электроны в основном состоянии в изолированных атомах называют валентной зоной. При абсолютном нуле валентные электроны заполняют энергетические уровни валентной зоны попарно(по 2 на каждом уровне с противоположными спинами). Более высокие разрешенные зоны будут свободны от электронов. В зависимости от атомов возможно 3 случая (рис. конспект). У металлов валентная зона не вся заполнена электронами. Часть уровней валентной зоны свободна от электронов, поэтому электроны могут переходить на эти уровни, например, ускоряясь под воздействием электрического поля. Кроме этого если Т>0 , то электроны в результате теплового движения так же переходят на более высокие уровни(энергия увеличивается на 10-4эВ). Частично заполненная валентная зона у металлов называется зоной проводимости. Как образуется не заполненная валентная зона:
1.Если у каждого атома только один валентный электрон, ему соответствует какой-то уровень энергии в изолированном атоме то при объединении атомов в кристалл этот уровень расщепляется на nуровней. Посколькуnэлектронов располагаются на каждом уровне попарно, то займутn/2 энергетических уровней и половина энерг. уровней в валентной зоне останется свободной.
2.При расстоянии между атомами типа r2 соседние уровни энергии перекрываются образуя так называемую гибридную зону. Число уровней в гибридной зоне будет большеnзначит часть уровней остается свободной, на их может разместиться больше чемn/2 электронов.
Случай IIиIII(п/п, диэл.). Все энергетические уровни в валентной зоне заполнены. Следующая разрешенная зона называется зоной проводимости. В зависимости от ширины запрещенной зоны, вещество может быть полупроводником и диэлектриком. Вещества с малой запрещенной зоной (0.1 эВ) называют полупроводниками, а с широкой диэлектриками. При нагревании полупроводника энергии теплового движения может быть достаточно для того чтобы электрону преодолеть запрещенную зону и перейти на нижний уровень зоны проводимости. Электроны оказавшиеся в зоне проводимости дальше могут изменять свою энергию практически непрерывно. Таким образом, обеспечивается собственная электронная проводимость чистых п/п. Места оставшиеся в валентной зоне являются вакантными, на них могут переходить электроны более низких уровней валентной зоны. Вакансия называется дыркой. Перемещение электрона в пределах валентной зоне равносильно движению дырки в валентной зоне. Таким образом, электронная проводимость п/п дополняется дырочной проводимостью. Перевод электронов из валентной зоны п/п может быть произведен с помощью фотона (кванта света) внутренний фотоэффект; не освещенный п/п был изолятором, освещенный становится проводником, т.к. часть электронов переведена в зону проводимости. Если ширина запрещенной зоны составляет несколько эВ, то энергии теплового движения уже не достаточно, чтобы перевести электроны с валентной зоны в зону проводимости – это изоляторы.