Модуль 5

Рубежный контроль № 1 проводится на 9/10 неделе по материалу модуля 1 (лекции 1 – 7, практические занятия 1 – 5, лабораторные работы 1 – 4). На нём оценивается усвоение теоретического материала первых семи лекций, защита выполненных трех лабораторных работ, защита первого домашнего задания, посещаемость семинаров, решение текущих семинарских задач, запланированных в качестве самостоятельной работы.

Вопросы к Рубежному контролю № 1

  1. Тепловое излучение. Интегральные и спектральные характеристики излучения. Закон Кирхгофа. Закон смещения Вина. Закон Стефана-Больцмана.
  2. Дискретный характер испускания и поглощения электромагниного теплового излучения веществом. Планка для равновесного теплового излучения.
  3. Фотоэффект, его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения.
  4. Эффект Комптона.
  5. Опыты по рассеянию a - частиц, формула Резерфорда. Ядерная модель атома. Постулаты Бора.
  6. Корпускулярно - волновой дуализм материи. Гипотеза де Бройля. Опыты по дифракции микрочастиц.
  7. Волны де Бройля. Границы применяемости квантовой механики.
  8. Волновая функция, её статистический смысл и условия, которым она должна удовлетворять. Принцип суперпозиции в квантовой механике.
  9. Уравнение Шредингера, его свойства. Статистическая интерпретация волновой функции.
  10. Стационарные состояния, их временная зависимость. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
  11. Частица в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Квантование энергии. Плотность вероятности для различных энергетических уровней.
  12. Частица в трёхмерном потенциальном ящике. Энергетический спектр частицы. Понятие о вырождении состояний.
  13. Движение микрочастицы в области одномерного потенциального порога.
  14. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект.
  15. Уравнение Шредингера для гармонического осциллятора, анализ его решений.
  16. Представление физических величин операторами. Собственные функции и собственные значения операторов. Вычисление средних значений физических величин.
  17. Операторы импульса и момента импульса. Их собственные значения и собственные функции.
  18. Условия возможности одновременного измерения разных механических величин. Соотношение неопределённости Гейзенберга.
  19. Уравнение Шредингера для атома водорода.Квантовые числа, их физический смысл.
  20. Собственные механический и магнитный момент электрона. Опыт Штерна и Герлаха.
  21. Орбитальный, спиновый и полный механический и магнитный моменты электрона.
  22. Атом во внешнем магнитном поле. Эффект Зеемана.

Модуль 6

Рубежный контроль № 2 проводится на 15/16-й неделе по материалу модуля 2 (лекции 8 – 14, практические занятия 6 – 8, лабораторные работы 6 – 7). На аттестации оценивается усвоение теоретического материала, защита выполненных двух лабораторных работ по аттестуемой теме, защита второго домашнего задания, посещаемость семинаров и решение текущих семинарских задач, запланированных в качестве самостоятельной работы по аттестуемой теме.

Принцип неразличимости тождественных частиц в квантовой механике. Симметричные и антисимметричные состояния тождественных микрочастиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули.

  1. Статистика Бозе-Эйнштейна. Функция распределения Бозе-Эйнштейна. Свойства идеального газа бозе-частиц.
  2. Статистика Ферми-Дирака. Функция распределения Ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ. Энергия Ферми. Температура вырождения.
  3. Температура Ферми системы тождественных фермионов, ее физический смысл.
  4. Квантовые распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Их предельный переход в классическое распределение Максвелла-Больцмана.
  5. Работа выхода электрона из металла, ее физический смысл.
  6. Электроны в периодическом поле кристалла. Образование энергетических зон. Валентная зона и зона проводимости.
  7. Зонная теория твердых тел. Структура зон в металлах, полупроводниках и диэлектриках.
  8. Собственная проводимость полупроводников. Носители тока в собственных полупроводниках. Концентрация электронов и дырок в чистых полупроводниках. Температурная зависимость собственной проводимости полупроводников. Уровень Ферми в чистых полупроводниках.
  9. Примесная проводимость полупроводников. Концентрация основных и неосновных носителей в полупроводниках n-типа. Уровень Ферми примесного полупроводника n-типа. Температурная зависимость проводимости примесного полупроводника n-типа.
  10. Примесная проводимость полупроводников. Концентрация основных и неосновных носителей в полупроводнике p-типа. Уровень Ферми примесного полупроводника p-типа. Температурная зависимость проводимости примесного полупроводника p-типа.
  11. Фотопроводимость полупроводников. Процессы генерации и рекомбинации носителей заряда.
  12. Красная граница фотопроводимости полупроводников.
  13. Эффект Холла в полупроводниках, его практическое применение.
  14. Контактные явления в полупроводниках. P-n переход, его вольтамперная характеристика и выпрямляющие свойства.