168. Чем вырожденный идеальный газ бозонов отличается от невырожденного идеального газа?

169. Чем идеальный вырожденный газ фермионов отличается от невырожденного идеального газа?

Вырожденный газ — газ, на свойства которого существенно влияют квантовомеханические эффекты, возникающие вследствие тождественности его частиц. Вырождение наступает в условиях, когда расстояния между частицами газа становятся соизмеримыми с длиной волны де Бройля; в зависимости от спина частиц выделяются два типа вырожденных газов - ферми-газ, образованный фермионами (частицами с полуцелым спином) и бозе-газ, образованный бозонами (частицами с целым спином).

170. Какие существуют основные типы кристаллов?

В международной классификации по группам структур принята следующая классификация:

А – элементы;

В – соединения типа АВ (например, NaCl, CsI);

С – соединения типа AB₂ (CaF₂, TiO₂);

D - соединения типа AnBm (Al₂O₃);

E – соединения, образованные больше, чем двумя сортами атомов без радикалов или комплексных ионов (например, CuFeS);

F –структуры соединений с двух- или трехатомными ионами (KCNS, NaHF₂);

G – соединения с четырехатомными ионами (CaCO₃, NaClO₃);

H – соединения с пятиатомными ионами (CaSО₄^.2H₂O, CaWO₄);

L – сплавы;

S –силикаты.

171. Что происходит с энергетическими уровнями атомов (молекул) при объединении их в кристалл?

При объединении атомов в твердое тело ( в кристалл) характер движения внешних электронов существенно меняется. Эти электроны теряют связь со своим атомом и принадлежат всему кристаллу в целом. Каждому уровню энергии электрона одиночного атома соответствует в кристалле группа близких по энергии уровней - зона, в которой число уровней равно числу мест на соответствующем атомном уровне, умноженному на число атомов в кристалле. Это число в реальных кристаллах очень велико, а ширина воны не превосходит нескольких электронвольт, так что различие в энергии между ближайшими уровнями ничтожно. [7]

При объединении атомов в кристаллическое тело структура1 энергетических уровней электронов претерпевает важные изме пения. Эти изменения почти не затрагивают наиболее глубоких; уровней, образующих внутренние, заполненные оболочки. Зато наружные уровни коренным образом перестраиваются. Указан - пое различие связано с разным пространственным распределена -; см электронов, находящихся на глубоко лежащих и на верхних, энергетических уровнях. Атомы в кристалле тесно прижаты друг к другу. Волновые функции наружных электронов в существен ной мере перекрываются, что приводит к обобществлению этих электронов - они принадлежат не отдельным атомам, а всему; кристаллу. [8]

172. Как преобразуются одноэлектронные волновые функции при объединении атомов в кристалл?

173. Что такое энергетические зоны? Как они возникают?

-квазинепрерывная совокупность одночастичных состояний в энергетич. спектре конденсированной среды (в частности, твёрдого тела). Возникновение зон можно объяснить, рассматривая либо движение частицы в периодич. поле (приближение слабой связи), либо модификацию энергетич. уровней атомов при их сближении (приближение сильной связи, см.Зонная теория). Простейший вариант объяснения состоит в том, что при сближении Nодинаковых атомов происходит расщепление каждого уровня на N подуровней вследствие перекрытия электронных оболочек атомов. Если число N очень велико (N ), то расстояния между подуровнями стремятся к 0. Это и означает возникновение Э. з. При введении в кристалл примесных атомов (концентрация к-рых такова, что возможно перекрытие их электронных оболочек) могут возникать новые Э. з. (примесные зоны). В условиях, когда на движение электрона оказывают влияние его границы (плёнки) или внеш. поля, Э. з. расщепляются на ряд подзон (п о д з о н ы Л а н д а у в квантующем магн. поле, м и н и з о н ы в сверхрешётках и т. п.). Стационарное состояние электрона в конденсиров. среде характеризуется номером Э. з., в к-рой он находится, и квантовым числом, определяющим положение электрона в этой зоне (напр., в кристалле- квазиимпульсом)