Методичні вказівки та контрольні завдання для студентів технічних спеціальностей денної форми навчання



Сторінка12/13
Дата конвертації23.03.2017
Розмір1.29 Mb.
#13109
ТипМетодичні вказівки
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

де E2 – енергія, що відповідає дну зони провідності, E1 - енергія, що відповідає верхній границі валентної зони, EF – енергія Фермі, T - термодинамічна температура, C1 і C2 - постійні, що залежать від температури і ефективних мас електронів провідності і дірок (при рівності останніх C1 = C2 ).


Рівень Фермі у власному напівпровіднику
 (9.3)
де  - ширина забороненої зони.
Питома провідність власних напівпровідників
, (9.4)
де  - стала, характерна для даного напівпровідника.


9.2. Приклади розв’язування задач
Задача 1.

Питома провідність кремнієвого зразка при нагріванні від температури t1 = 0 ºС до температури t2 = 18 ºС зросла в 4,24 раза. Знайти ширину забороненої зони кремнію.

Розв'язання.

Питома провідність власних напівпровідників знаходиться по формулі (9.4)
,
де  - стала, характерна для даного напівпровідни ка, - ширина забороненої зони, k - стала Больцмана, Tабсолютна температура.

Тоді

або, прологарифмував,


звідки, ширина забороненої зони


Розрахувавши, отримуємо 

КОНТРОЛЬНА РОБОТА
Таблиця варіантів контрольної роботи


Варіант

Номери задач в контрольній

роботі

1

1

11

21

31

2

2

12

22

32

3

3

13

23

33

4

4

14

34

34

5

5

15

25

35

6

6

16

26

36

7

7

17

27

37

8

8

18

28

38

9

9

19

29

39

0

10

20

30

40



Задачі


  1. Частинка з енергією Е = 80 еВ рухаючись вдовж осі х, зустрічає на своєму шляху нескінченно широкий потенціальний бар’єр висотою U = 50 еВ. Знайти ймовірність відбивання частинки від бар’єра.




  1. Електрон з довжиною хвилі де Бройля λ1 = 80 пм, рухаючись в напрямі осі х, зустрічає на своєму шляху нескінченно широкий прямокутний бар’єр висотою U = 100 еВ. Знайти довжину хвилі де Бройля після після проходження бар’єра.




  1. Електрон з довжиною хвилі де Бройля λ = 100 пм, рухаючись в напрямку осі х, зустрічає на своєму шляху нескінченно широкий прямокутний бар’єр висотою U = 250 еВ. Знайти коефіцієнт відбивання хвиль де Бройля R на границі потенціального бар’єру.



  1. Частинка з енергією Е = 25 еВ рухаючись в напрямі осі х, зустрічає на своєму шляху нескінченно широкий потенціальний бар’єр висотою U = 9 еВ. Знайти коефіцієнт заломлення n хвиль де Бройля на границі потенціального бар’єру.




  1. Електрон з енергією Е = 5 еВ рухаючись вздовж осі х, зустрічає на своєму шляху прямокутний потенціальний бар’єр висотою U = 10 еВ і шириною l = 0,1 нм. Знайти коефіцієнт прозорості D потенціального бар’єру.




  1. Електрон з енергією Е = 5 еВ рухаючись вздовж осі х, зустрічає на своєму шляху прямокутний потенціальний бар’єр висотою U = 10 еВ і шириною l = 0,01 нм. Знайти коефіцієнт прозорості D потенціального бар’єру.




  1. Частинка з енергією Е рухається в напрямі вісі х і зустрічає на своєму шляху нескінченно широкий прямокутний потенціальний бар’єр висотою U, причому  Приймаючи до уваги, що А1 =1 і використовуючи умову неперервності хвильової функції та її першої похідної на границі областей 1 і 2, визначте густину ймовірності знаходження частинки в точці х = 0 області 2.




  1. Частинка з енергією Е рухається в напрямі вісі х і зустрічає на своєму шляху нескінченно широкий прямокутний потенціальний бар’єр висотою U, причому  Приймаючи до уваги, що А1 =1 і використовуючи умову неперервності хвильової функції та її першої похідної на границі областей 1 і 2, визначте густину ймовірності знаходження частинки на відстані х в області 2.




  1. Прямокутний потенціальний бар’єр має ширину l = 0,1 нм. Різниця між висотою потенціального бар’єру і енергією рухомого вздовж додатного напряму осі х електрона UE = 5 еВ. Визначити, у скільки разів зміниться коефіцієнт прозорості D потенціального бар’єру для електрона, якщо різниця UE збільшиться в 4 рази.

  2. Прямокутний потенціальний бар’єр має ширину l = 0,1 нм. Визначити в електрон-вольтах різницю енергій , при якій ймовірність проходження електрона крізь бар’єр дорівнює 0,5.

  3. Хвильова функція , яка описує атом водню, визначається головним квантовим числом n , орбітальним квантовим числом l і магнітним квантовим числом ml . Знайти чому дорівнює число різних станів, що відповідають даному n.




  1. Враховуючи число можливих станів, що відповідають головному квантовому числу п, а також правила відбору, представте на енергетичній діаграмі, спектральні лінії атому водню, які утворюють серії Лаймана, Бальмера і Пашена.




  1. Хвильова функція, що описує 1s – стан електрона в атомі водню має виляд  , де r - відстань від електрона до ядра, а – перший боровський радіус. Визначити нормовану хвильову функцію, що відповідає даному стану.




  1. Нормована хвильова функція, що описує 1s- стан в атомі водню (r) =  , де а – перший боровський радіус. Знайти: 1) ймовірність dW знаходження електрона на відстані від r до r + dr від ядра; 2) відстань від ядра, на якій електрон може бути знайдений з найбільшою ймовірністю.




  1. Нормована хвильова функція, що описує 1s- стан в атомі водню (r) =  , де а – перший боровський радіус. Визначити середню потенціальну енергію електрона в полі ядра.




  1. Нормована хвильова функція, що описує 1s- стан в атомі водню (r) =  , де а – перший боровський радіус. Визначити середнє значення модуля кулонівської сили, яка

діє на електрон з боку ядра.


  1. Визначити, у скільки разів орбітальний момент імпульсу Ll електрона, що знаходиться в f - стані, більше, ніж у електрона в p – стані.

  2. Електрон в атомі знаходиться в f – стані. Визначити: 1) орбітальний момент імпульсу Ll електрона; 2) максимальну величину проекції моменту імпульсу (LlZ )max електрона на напрям зовнішнього магнітного поля.




  1. Визначити числове значення: 1) власного механічного моменту імпульсу (спіна) електрона LS ; 2) проекції спіна електрона LSZ на напрям зовнішнього магнітного поля.




  1. Враховуючи принцип Паулі, визначити максимальне число електронів, що знаходяться в станах, визначених даним головним квантовим числом п.




  1. Пояснити, при яких умовах можливе застосування статистики Максвелла - Больцмана до електронів в металі. Користуючись розподілом Фермі – Дірака, отримайте розподіл Максвелла – Больцмана.




  1. Показати, що при дуже малому параметрі виродження розподіли Бозе – Ейнштейна і Фермі – Дірака переходять в розподіл Максвелла – Больцмана.




  1. Пояснити відмінність бозе-газа від фермі-газа, а також обох цих газів від класичного.




  1. Визначити функцію розподілу Фермі – Дірака при для електронів, що знаходяться на рівні Фермі. Пояснити отриманий результат.




  1. Визначити число вільних електронів, що займають у середньому рівень енергії, який відповідає рівню Фермі.




  1. Яка статистика описує фононний газ. Чому?




  1. Визначити максимальну енергію фонона (в електрон-вольтах), що може збуджуватися в кристалі NaCl, якщо характеристична температура Дебая для нього = 320 К. Яка була б довжина хвилі фотона з такою енергією?




  1. Поясніть на основі квантової теорії відсутність помітної різниці в теплоємностях металів і діелектриків.




  1. Поясніть причину електричного опору металів з точки зору квантової теорії електропровідності металів.




  1. Поясніть, при яких умовах до електронів в металі може бути застосована статистика Максвелла – Больцмана.




  1. Поясніть відмінність енергетичних станів в кристалі і в ізольованому атомі.




  1. Поясніть відмінності в електричних властивостях металів, діелектриків і напівпровідників з точки зору зонної теорії твердого тіла.




  1. Поясніть механізм діркової провідності власних напівпровідників.




  1. Як змінюється з температурою електричний опір металів і напівпровідників. Чому?




  1. Германієвий зразок нагрівають від 0 до 17 ºС. Враховуючи ширину забороненої зони германію ∆Е = 0,72 еВ, визначити, у скільки разів зросте його питома провідність.




  1. Визначити ширину забороненої зони власного напівпровідника, якщо при температурах Т 1 і Т2  його опір відповідно дорівнює R1 i R2.




  1. В чистий германій добавлено невелику кількість миш’яку. Використовуючи періодичну систему елементів визначіть і поясніть тип провідності домішкового германію.




  1. В чистий кремній добавлено невелику кількість бора. Використовуючи періодичну систему елементів визначіть і поясніть тип провідності домішкового кремнію.




  1. Поясніть механізм односторонньої провідності р- п-переходу.



  1. Поясніть будову і принцип дії біполярного транзистора (п-р-п-перехід).


Каталог: uploads -> kafedra fizika
uploads -> Положення про аспірантуру Миколаївського національного університету імені В. О. Сухомлинського Загальна частина
uploads -> Програма дисципліни «іноземна мова (англійська)»
uploads -> Положення правил прийому до нту "хпі" на 2016 рік правила прийому 2016 Організацію прийому до нту "хпі" та його структурних підрозділів здійснює приймальна комісія правила прийому 2016
uploads -> Програма та методичні вказівки з навчальної дисципліни історія науки І техніки для студентів усіх спеціальностей денної форми навчання
uploads -> Лекція № Тема лекції: Поняття мистецтва як частини культури
uploads -> Афінська держава та стародавня спарта у стародавній історії та культурі людства
uploads -> Київський національний лінгвістичний університет базові навчально-методичні матеріали
uploads -> Освіта осіб з інвалідністю в Україні Тематична національна доповідь Київ -2010 Тематичну національну доповідь «Освіта осіб з інвалідністю в Україні»
kafedra fizika -> Міністерство освіти І науки україни запорізький національний технічний університет


Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка