
- •Экзаменационный билет № 1
- •1. Собственная масса m0. Соответствующую массу будем определять как константу, входящую в релятивистское соотношение
- •5.Время жизни частицы - средняя продолжительность существования нестабильных элементарных частиц. Согласно теории относительности
- •Проблема построения единой теории сильного, слабого и электромагнитного взаимодействий (модели Великого объединения)
- •Экзаменационный билет № 2
- •Существуют 4 типа взаимодействия:
- •Экзаменационный билет № 3
- •38. Ядерные взаимодействия и ядерные реакции. Общие закономерности и различные механизмы ядерных реакций. Особенности протекания ядерных реакций под действием различных частиц.
- •Экзаменационный билет № 4
- •37.Радиоактивность и закономерности радиоактивного распада; процессы сопровождающие радиоактивный распад и их физическая интерпретация.
- •Экзаменационный билет № 5
- •Экзаменационный билет № 6
- •6. Механика жидкости и газа. Основные уравнения равновесия и движения жидкостей. Гидростатика несжимаемой жидкости. Барометрическая формула.
- •35.Элементы зонной теории твердых тел. Обобществление электронов в кристалле, энергетический спектр электронов в кристалле, металлы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения зонной модели.
- •Экзаменационный билет № 7
- •Экзаменационный билет № 8
- •2 Волновая функция и ее свойства. Уравнения Шредингера для стационарных состояний. Принцип причинности в квантовой механике
- •Экзаменационный билет № 9
- •Экзаменационный билет № 10
- •Экзаменационный билет № 11
- •Экзаменационный билет № 12
- •Экзаменационный билет № 13
- •Экзаменационный билет № 14
- •Общие условия равновесия и устойчивости
- •Равновесие гомогенной системы
- •Экзаменационный билет № 15
- •Экзаменационный билет № 16
35.Элементы зонной теории твердых тел. Обобществление электронов в кристалле, энергетический спектр электронов в кристалле, металлы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения зонной модели.
многоэлектронная
задача сводится к задаче о движении
одного e во внешнем периодическом поле
— усредненном и согласованном поле
всех ядер и электронов. Пока атомы
изолированы, они имеют совпадающие
схемы энергетических уровней. Когда
расстояния между атомами станут равными
межатомным расстояниям в твердых телах,
взаимодействие между атомами приводит
к тому, что энергетические уровни атомов
смещаются,
расщепляются и расширяются в зоны,
образуется
зонный
энергетический спектр.В
твердых телах внутренние e ведут себя
так же, как в изолированных атомах,
валентные электроны принадлежат всему
твердому телу.Образование зонного
энергетического спектра в кристалле
является квантово-механическим эффектом
и вытекает из соотношения неопределенностей.
В кристалле валентные e атомов, связанные
слабее с ядрами, чем внутренние электроны,
могут переходить от атома к атому сквозь
потенциальные барьеры, разделяющие
атомы, т. е. перемещаться без изменений
полной энергии. среднее время жизни τ
валентного e в данном по сравнению с
изолированным атомом существенно
уменьшается и составляет примерно 10
-15
с (для изолированного атома оно примерно
10-8
с). Время же жизни e в каком-либо состоянии
связано с неопределенностью его энергии
(шириной уровня) соотношением неопр.ΔЕ
~ h/τ. если естественная ширина спектральных
линий составляет примерно 10 -7
эВ, Разрешенные
энергетические зоны разделены зонами
запрещенных значений энергии, называемыми
запрещенными
энергетическими зонами.
В них электроны находиться не могут.
Ширина зон (разрешенных и запрещенных)
не зависит от размера кристалла,
Разрешенные зоны тем шире, чем слабее
связь валентных e
с ядрами.Металлы,
диэлектрики и полупроводники по зонной
теории. Зонная
теория объясняет различие в электрических
свойствах, неодинаковым заполнением
электронами разрешенных зон и шириной
запрещенных зон.Степень заполнения e
энергетических уровней в зоне определяется
заполнением соответствующих атомных
уровней. Если при этом какой-то
энергетический уровень полностью
заполнен, то образующаяся энергетическая,
зона также заполнена целиком. Можно
говорить о валентной зоне, которая
полностью заполнена электронами и
образована из энергетических уровней
внутренних e свободных атомов, и о зоне
проводимости,
которая частично заполнена e либо
свободна и образована из энергетических
уровней внешних электронов изолированных
атомов.Твердое
тело является проводником электрического
тока
и в случае, когда валентная зона
перекрывается свободной зоной, что в
конечном счете приводит к не полностью
заполненной зоне.
для
щелочноземельных элементов(образуется
«гибридная» зона, которая заполняется
валентными e частично). в данном случае
металлические свойства щелочно-земельных
элементов обусловлены перекрытием
валентной и свободной зон. возможно
также перераспределение e между зонами,
возникающими из уровней различных
атомов, которое может привести к тому,
что вместо двух частично заполненных
зон в кристалле окажутся одна полностью
заполненная (валентная) зона и одна
свободная зона (зона проводимости).
Твердые тела, у которых энергетический
спектр электронных состояний состоит
только из валентной зоны и зоны
проводимости, являются
диэлектриками или полупроводниками в
зависимости
от ширины запрещенной зоны ΔЕ.Если
ширина запрещенной зоны порядка
нескольких эВ, тепловое движение не
может перебросить e из валентной зоны
в зону проводимости и кристалл
является диэлектриком Если запрещенная
зона достаточно узка (ΔЕ
= 1 эВ), то переброс e из валентной зоны в
зону проводимости может быть осуществлен
сравнительно легко либо путем теплового
возбуждения, либо за счет внешнего
источника, способного передать электронам
энергию ΔЕ
и кристалл является полупроводником.Различие
между Ме и диэлектриками с точки зрения
зонной теории - при О К в зоне проводимости
металлов имеются e, а в зоне проводимости
диэлектриков они отсутствуют. Различие
между диэлектриками и полупр. определяется
шириной запрещенных зон: для диэлектриков
она довольно широка (например, для NaCl
ΔЕ
=6 эВ), для полупр. — достаточно узка
(например, для германия ΔЕ
=0,72 эВ). При Т=О К, полупроводники ведут
себя как диэлектрики, так как переброса
электронов в зону проводимости не
происходит. С повышением Т у полупр.
растет число e, кот.вследствие теплового
возбуждения переходят в зону проводимости,
т. е. электрическая проводимость
проводников в этом случае увеличивается.