- •Билет 1.
- •Вопрос 1) Электростатика. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона(Лекция 1 вопрос 1)
- •Вопрос 1) Напряжённость электростатического поля. Напряжённость поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Линии напряжённости (силовые линии).
- •Вопрос2) Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления и их использование. Эффект Пельтье.(лекция 10, вопрос 28)
- •Вопрос 1 Потенциальная энергия взаимодействия зарядов. Потенциальная энергия одного заряда в системе зарядов. Потенциал. Эквипотенциальные поверхности
- •Вопрос 2 Полупроводники. Температурная зависимость сопротивления полупроводников. Собственная и примесная проводимость в полупроводниках.
- •Вопрос 1 Работа по перемещению заряда. Связь напряжённости и потенциала. Градиент
- •Вопрос 2 Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный газовые разряды.
- •Билет №5.
- •Билет №6.
- •Вопрос 1) циркуляция вектора е. Теорема Стокса.
- •Вопрос 2) Магнитное поле в вакууме. Магнитная индукция. Принцип суперпозиции. Закон Био-Савара-Лапласа. Расчёт поля прямого и кругового токов.
- •Вопрос 2. Магнитный момент контура с током. Поле магнитного момента. Магнитный момент во внешнем магнитном поле. Поле соленоида и тороида. Поле движущегося заряда.
- •Вопрос 1.Распределение зарядов в проводнике.
- •Вопрос 2. Сила Лоренца. Закон Ампера. Эффект Холла, его применение.
- •Вопрос 2.Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.
- •Билет №11.
- •Билет №12.
- •Электросопротивление, его температурная зависимость. Сверхпроводимость. Свойства сверхпроводников. Высокотемпературные сверхпроводники.
- •Явление самоиндукции. Индуктивность контура и соленоида. Взаимная индукция контуров. Трансформаторы. Энергия магнитного поля, объёмная плотность энергии магнитного поля.
- •Закон сохранения энергии для электромагнитного поля. Теорема Пойтинга. Вектор Умова-Пойтинга. (скорее всего спросит вывод теоремы и все формулы)
- •Элементы зонной теории твёрдых тел. Металлы (проводники), полупроводники и диэлектрики с т.З. Зонной теории твёрдых тел.
- •Вопрос 2) Любое вещество является магнетиком, то есть способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент (намагничиваться).
- •Вопрос 1)
- •Вопрос 2)
- •Вопрос 1. Электрический ток. Условия существования. Сила тока. Плотность тока. Уравнение непрерывности.
- •Вопрос 2. Магнитомеханические явления (гиромагнитное магнитомеханическое отношение). Природа диамагнетизма и парамагнетизма.
- •Вопрос 1. Электродвижущая сила. Закон Ома. Закон Ома в дифференциальной форме для однородного и неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи.
- •Вопрос 2. Спин электрона. Опыт Эйнштейна и де Газа. Опыт Барнетта. Опыт Штерна и Герлаха
- •Вопрос 1. Работа и мощность тока. Кпд. Закон Джоуля-Ленца. Правила Кирхгофа.
- •Вопрос 2. Ферромагнетики. Техническое намагничение. Петля Гистерезиса.
- •Вопрос 1. Классическая теория электропроводности металлов (теория Друде-Лоренца) и её затруднения. Вывод законов Ома и Джоуля-Ленца.
- •Вопрос 2. Обобщение Максвеллом закона электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле. Ток смещения.
- •Экзаменационный билет №21
- •Экзаменационный билет №22
Билет 1.
Вопрос 1) Электростатика. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона(Лекция 1 вопрос 1)
В состав любого тела входят элементарные частицы, несущие электрический заряд. Заряд элементарной частицы называется элементарным. Величина элементарного заряда (квант заряда): е=1,6 10−19 Кл.
Существуют положительный и отрицательный электрические заряды. Например, электрон – отрицательно заряженная частица, протон – положительно заряженная частица. Электрический заряд – инвариантен, т. е. его величина не зависит от системы отсчета
Закон сохранения заряда (открыт Фарадеем): В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов есть величина постоянная, т. е:
Закон Кулона: Сила взаимодействия двух точечных зарядов, находящихся в вакууме, прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, направлена вдоль прямой линии, соединяющей эти заряды
Здесь q1 , q2 – электрические заряды тел, 0 = 8,8510−12 Ф/м – электрическая постоянная, r – расстояние между заряженными телами, r / |r| – единичный вектор (задаёт направление).
Если заряды находятся в диэлектрической среде, то
где – диэлектрическая проницаемость среды. Она показывает во сколько раз сила взаимодействия в вакууме больше силы взаимодействия в среде: = Fвак/F.
Вопрос 2) Контакт двух полупроводников с различным типом проводимости (p-n переход). Полупроводниковые диоды и триоды. Принцип работы диода. Прямое и обратное включение. ВАХ диода.(лекция 9 вопрос 27)
Для получения n-р перехода используют метод плавления, эпитаксиальный метод, метод ионного легирования. В образец чистого полупроводника, например, германия, вводят две примеси – донорную (мышьяк) и акцепторную (индий). В результате в одной половине образца возникает полупроводник n типа (электронная проводимость), а в другой – полупроводник р-типа (дырочная проводимость). Концентрация носителей в собственном полупроводнике составляет 1019 м−3 ; концентрация неосновных носителей составляет 1016 м−3 . Из-за большого различия в концентрации основных и неосновных носителей при Т 0 К возникают диффузионные потоки: электронов из полупроводника n-типа в полупроводник р-типа и дырок из полупроводника р-типа в полупроводник n-типа. При этом область полупроводника n-типа вблизи контакта, заряжается положительно, а область полупроводника р-типа вблизи контакта заряжается отрицательно. На границе возникает двойной слой из электронов и дырок – запирающий слой.
Электрическое поле в этом запирающем слое направлено так, что противодействует дальнейшему переходу через слой основных носителей тока. 66 50 Происходит понижение уровня Ферми в полупроводнике n-типа и повышение его в полупроводнике р-типа. Процесс перехода электронов из полупроводника n-типа и дырок из полупроводника р-типа будет происходить до тех пор пока уровни Ферми не сравняются, и затем устанавливается динамическое равновесие.
Поток электронов из n (слева) в р (справа) уравновешивается потоком электронов из р (справа) в n (слева). Аналогичный процесс происходит и с дырками. Таким образом, уход электронов из приконтактного слоя полупроводника n-типа приводит к возникновению в этом слое объемного положительного заряда ионизированных атомов донорной примеси. Аналогично в полупроводнике p-типа образуется объёмный отрицательный заряд ионизированных атомов акцепторной примеси. Между этими слоями возникает контактная разность потенциалов, создающая в n-p переходе потенциальный барьер рn = WFn – WFp.
Диод – тонкий слой на границе между двумя областями одного и того же кристалла, отличающимися типом примесной проводимости или устройство, в котором величина проводимости зависит от направления электрического тока (в одном направлении ток идёт, в другом направлении нет)
Транзистор – полупроводниковый триод, кристалл с двумя p-n-переходами. Транзисторы бывают по двум схемам: p-n-p и n-p-n
Вольтамперная характеристика (ВАХ) Диоды из полупроводников имеют очень малые размеры, не требуют значительной энергии для своей работы, дешёвы, но ВАХ не линейна, они легко могут перегореть, чувствительны к внешним условиям.
БИЛЕТ 2