Сборник задач по курсу общей физики: Учеб пособие 223 для студентов пед ин-тов по спец. №2105 «Физика» /Г. А. Загуста, Г. П. Макеева, А. С. Микулич и др.; Под ред. М. С. Цедрика. М.: Просвещение, 1989. 271 с.: ил
жүктеу/скачать 3,13 Mb.
|
cedrik
| h с
величина (в первом приближении), АЕ = - ширина запрещен- л C = 3R (-f^) 2 exp {Ье/Т) [exp (вЕ/Т- I)] ’ где = — молярная энергия нулевых колебаний кристал- 8 где — переменная. Функция Ферми: 1 Уровень или энергия Ферми в металле при Т = ОК: £И0) = ^-(Зл2п)2' \ z m 180 где ть — концентрация свободных электронов в металлах. Средняя энергия свободного электрона при абсолютном нуле: <£>= |я,(0). Теплоемкость электронного газа: В медном проводнике площадью S = 0,4 см2 сила тока 1,5 А. Найти среднюю скорость дрейфа электронов, если концентрация носителей заряда п = 8,4 • 1028м“ \ В серебре объемом 1 м* находится приблизительно 5,8 *1028 электронов проводимости. Найти среднюю скорость дрейфа электронов при наложении напряженности электрического поля вдоль проводника Е = 1 В/см. Считая, что каждый атом меди в твердом состоянии отдает в зону проводимости один валентный электрон, найти время релаксации электрона. Удельное сопротивление меди р = 17,2 нОм • м. Концентрация свободных электронов железа п = 8,5 X ХЮ22 см-3 и его удельное сопротивление при температуре 20°С р = 9,71-10~н Ом-м. Найти при той же температуре время релаксации, среднюю длину свободного пробега электронов и их подвижность. Найти удельное сопротивление германиевого полупроводника p-типа при плотности дырок пр = 3*102° м_3 и сравнить его с сопротивлением полупроводника n-типа при той же концентрации электронов. Подвижность дырок в германии Ьр = 0,18 м2/(В-с), электронов Ь„ = 0,38 м2/(В-с). Какова концентрация носителей заряда собственного германия при температуре 27°С, если удельное сопротивление его 0,47 Ом-м, а подвижности электронов Ьп = 0,38 м2/(В-с) и дырок ЬР = 0Д8 м2/(В*с)? Ширина запрещенной зоны алмаза АЕ = 6 эВ. Найти длинноволновую границу поглощения света алмазом. Во сколько раз изменится электропроводность чистого германия при повышении температуры от —23°С до +27°С? Ширина запретной зоны для германия равна АЕ —0,74 эВ. Удельное сопротивление германия при 27°С р = = 0,47 Ом-м. Найти концентрацию носителей заряда в германии. Принять для германия подвижности электронов и дырок Ьп~ = 0,38 м2/(В • с) и = 0,18 м2/(В* с). Во сколько раз концентрация носителей тока в чистом сплаве InSb при температуре 7\ = 400 К больше концентрации при Г] =300 К? Ширина запрещенной зоны для InSb ЛЕ = 0,18 эВ. Найти электропроводность германия, если известно, что в нем содержится индия в концентрации 1022 м_3 и сурьмы 181 в концентрации 1021 м~3. Принять подвижность в германии электронов 6„ = 0,38 м2/(В*с) и дырок Ь,, = 0,18 м2/(В-с). Показать, что при высоких температурах из уравнения молярной теплоемкости кристаллов в квантовой теории теплоемкости Эйнштейна вытекает эмпирический закон Дюлонга и Пти. Воспользовавшись уравнением Эйнштейна для молярной теплоемкости кристаллов, получить выражение для теплоемкости при низких температурах. Сравнить молярную теплоемкость кристалла в квантовой теории теплоемкости Эйнштейна с молярной теплоемкостью по закону Дюлонга и Пти. Характеристическая температура Эйнштейна 6А = Т. Найти молярную энергию нулевых колебаний кристалла, для которого характеристическая температура Дебая 0д = 320 К. Характеристическая температура Дебая для хлорида калия 0д = 23О К, а для хлорида натрия 0д = 28О К. Во сколько раз удельная теплоемкость КС1 больше удельной теплоемкости NaCl при температуре 40 К? Показать, что при высоких температурах из уравнения Дебая для молярной теплоемкости кристаллов вытекает закон Дюлонга и Пти. Воспользовавшись уравнением Дебая для молярной теплоемкости кристалла, получить выражение теплоемкости при низких температурах. Пользуясь решением задачи 34.18, определить молярную теплоемкость свинца при Т = 20 К. Характеристическая температура Дебая 0Д = 9О К. Характеристическая температура Эйнштейна для меди 0^ = 316 К. Найти постоянную квазиупругой силы. Какова вероятность того, что электрон при температуре 27°С займет состояние, лежащее на 0,1 эВ выше уровня Ферми? Показать, что вероятность того, что электрон в металле будет иметь энергию, равную энергии Ферми, равна 0,5. Найти энергию Ферми для свободных электронов калия при абсолютном нуле. Считать, что на один атом приходится один свободный электрон. Энергия Ферми при абсолютном нуле для натрия равна 3,15 эВ. Найти число свободных электронов, приходящихся на один атом натрия. Концентрация свободных электронов проводимости в металлах п = 5 * 10 см 3. Найти среднее значение энергии свободных электронов при абсолютном нуле. Найти максимальную скорость электронов в металле при абсолютном нуле, если уровень Ферми EF = 5 эВ. Пользуясь условием задачи 34.26, найти среднюю квадратичную скорость свободных электронов в металле через их максимальную скорость. 182 Концентрация свободных электронов натрия л = 3,0Х Х 1028 м'3. Найти скорость электронов на уровне Ферми при абсолютном нуле. Найти теплоемкость электронов проводимости для натрия при 2 К и 1000 К. Концентрация свободных электронов л = 2,5-1028 м_3. Энергия Ферми E Найти теплоемкость электронов проводимости единицы объема меди при температуре 200 К. Значение энергии Ферми для меди ЕР = 7 эВ. Принять, что концентрация электронов равна числу атомов в единице объема. § 35. ФИЗИКА АТОМНОГО ЯДРА Радиус ядра с массовым числом А: R = 1,23• 10_ 15^4!/3 м* Энергия связи ядра: Есв = Ас\ Дефект массы ядра: Д = Zmp + (A —Z)mn~zm я> где Z — зарядовое число, тр — масса протона, тп — масса нейтрона. Если взять не массу ядра £тя> а массу атома и вместо массы протона тр записать массу атома водорода тн, то Л —Zmn + (А — Z)mn — zm&- Закон радиоактивного распада: N = N0e~Kt, где N0 — число радиоактивных атомов в начальный момент времени t — 0, N — их число к моменту £, X — постоянная радиоактивного распада. Период полураспада: m lll2 где X — постоянная распада. Активность радиоактивного препарата: жүктеу/скачать 3,13 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|