- •Введение
- •Семестровая работа 1
- •Глава I. Механика § 1. Кинематика
- •§ 2. Динамика материальной точки и твердого тела
- •§ 3. Законы сохранения
- •§ 4. Элементы специальной теории относительности
- •§ 5. Элементы механики сплошных сpeд
- •§ 6. Гармонические колебания
- •§ 7. Волновые процессы
- •Глава II. Молекулярная физика и термодинамика § 8. Статистическая физика и термодинамика
- •§ 9. Молекулярно- кинетическая теория
- •§ 10. Статистические распределения
- •§ 11. Основы термодинамики
- •§ 12. Явления переноса
- •§ 13. Реальные газы
- •Семестровая работа 2
- •Глава III. Электричество и магнетизм § 14. Электростатика
- •§ 15. Свойства электростатических полей
- •§ 16. Проводники в электрическоМ поле
- •§ 17. Энергия взаимодействия электрических зарядов
- •§ 18. Постоянный электрический ток
- •§ 19. Магнитное поле
- •§ 20. Явление электромагнитной индукции
- •§ 21. Электромагнитные колебания
- •Cеместровая работа 3
- •Глава IV. Оптика § 22. Понятие о геометрической оптике
- •§ 23. Свойства световых волн
- •§ 24. Дифракция волн
- •§ 25. Электромагнитные волны в веществе
- •Глава V. Квантовая физика § 26. Тепловое излучение
- •§ 27. Экспериментальное обоснование основных идей квантовой теории
- •§ 28. Корпускулярно—волновой дуализм
- •§ 29. Уравнение Шредингера.
- •§ 30. Конденсированное состояние
- •§ 31. Атом и Молекула водорода в квантовой теории
- •Глава VI. Физика атомного ядра § 32. Атомное ядро
- •Приложения
- •Некоторые астрономические величины
- •Рекомендуемая литература
- •Содержание
- •2. Получить то же самое для точек оси отверстия, в которых наблюдаются минимумы интенсивности. 74
§ 30. Конденсированное состояние
Элементы структурной кристаллографии. Методы исследования кристаллических структур. Теплоемкость кристаллической решетки. Фононный газ. Размерный эффект в теплопроводности кристаллов. Носители тока как квазичастицы. Энергетические зоны в кристаллах. Уровень Ферми. Поверхность Ферми. Металлы, диэлектрики и полупроводники в зонной теории. Понятие дырочной проводимости. Собственная и примесная проводимость. Явление сверхпроводимости. Куперовское спаривание. Кулоновское отталкивание и фононное притяжение. Эффект Джозефсона. Квантовые представления о свойствах ферромагнетиков. Обменное взаимодействие. Температура Кюри. Намагничивание ферромагнетиков.
Основные формулы
Средняя энергия квантового одномерного осциллятора
где нулевая энергия ; постоянная Планка; круговая частота колебаний осциллятора; постоянная Больцмана; термодинамическая температура.
Молярная внутренняя энергия системы, состоящей из невзаимодействующих квантовых осцилляторов,
где молярная газовая постоянная; характеристическая темпера-тура Эйнштейна; молярная нулевая энергия (по Эйнштейну).
Молярная теплоемкость кристаллического твердого тела в области низких
температур (предельный закон Дебая)
Теплота, необходимая для нагревания тела,
где масса тела; молярная масса; и начальная и конечная температуры тела.
Удельная проводимость собственных полупроводников
,
где ширина запрещенной зоны; константа.
Сила тока в переходе
,
где предельное значение силы обратного тока; внешнее напряжение, приложенное к переходу.
Внутренняя контактная разность потенциалов
где и энергия Ферми соответственно для первого и второго металлов; заряд электрона.
Семестровые задания
30.1. Вычислить удельную теплоемкость с кристалла меди по классической теории теплоемкости.
30.2. Пользуясь классической теорией вычислить удельную теплоемкость кристалла NaCl.
30.3. Вычислить по классической теории теплоемкости теплоемкость С кристалла бромида алюминия AlBr3 объемом V . Плотность кристалла бромида алюминия равна 3,01103 кг/м3.
30.4. Масса кристалла никеля равна 20 г. Вычислить теплоемкость С при нагревании его от 0оС до 200оС.
30.5. Вычислить значение средней энергии классического линейного гармонического осциллятора при Т = 300 К.
30.6. Найти частоту колебаний атомов серебра по теории теплоемкости Эйнштейна, если характеристическая температура QE серебра равна 165 К.
30.7. Во сколько раз изменится средняя энергия квантового осциллятора, приходящаяся на одну степень свободы, при повышении температуры от Т1 = = E /2 до Т2 = E ? Учесть нулевую энергию.
30.8. Определить отношение / средней энергии квантового осциллятора к средней энергии теплового движения молекул идеального газа при температуре Т = E..
30.9. Используя квантовую теорию теплоемкости Эйнштейна, определить изменение молярной внутренней энергии кристалла при нагревании его на от температуры Т = E/2.
30.10. Пользуясь теорией теплоемкости Эйнштейна, определить изменение молярной внутренней энергии кристалла при нагревании его от нуля до T1 = =0,1 .Характеристическая температура данного кристалла равна 300 К.