Pytania ze sprawdzianow 2 - Fizyka na sklep (sklep)

Pytania ze sprawdzianow 2.doc
(597 KB) Pobierz
Pytania ze sprawdzianów
1. Atomy sodu mają dwa poziomy energetyczne oddzielone o ΔE=E2-E1=2,09 eV. Oblicz stosunek liczby atomów
w stanie wzbudzonym o energii E2 do liczby atomów w stanie podstawowym E1, gdy para sodu ma temperaturę
T=1000 K. Stała Boltzmanna ma wartość kB=1,38×10-23 J/K.
2. Układ atomów, z których każdy ma moment magnetyczny równy μB=9,3×10-24 J/T znajduje się w polu
magnetycznym o indukcji B=0,2 T. W jakiej temperaturze liczba atomów, których moment magnetyczny ma
zwrot zgodny z polem magnetycznym jest e=2,718 razy większa od liczby atomów, które mają moment
magnetyczny zwrócony przeciwnie?
3. Biorąc pod uwagę rozkład prędkości cząsteczek gazu doskonałego w temperaturze T, uszereguj od największej
do najmniejszej: prędkość średnia, prędkość najbardziej prawdopodobna, prędkość średnia kwadratowa. Podaj
wzór wyrażający jedną z tych prędkości.
prędkość średnia
prędkość najbardziej prawdopodobna
prędkość średniokwadratowa
masa cząsteczki
stała Boltzmanna
temperatura gazu
4. Czym różnią się fermiony od bozonów? Wymień przykłady cząstek, które są bozonami i tych, które są
fermionami.
-Fermionu opisuje asymetryczna funkcja falowa układu cząstek.
Mają spin połówkowy
Np. elektron, pozyton, neutron
-Bozony opisuje symetryczna funkcja falowa układu cząstek.
Mają spin całkowity 0, 1, 2, 3 ….
Np. foton, pion, deuteron
5.Zapisz funkcję rozkładu Fermiego-Diraca. Naszkicuj wykres tej funkcji w temperaturze T=0 K i temperaturze
T»0 K. Zaznacz charakterystyczne wartości na osi poziomej i na osi pionowej.
6. Sformułuj zakaz Pauliego i pokaż, że obowiązuje on, gdy funkcja falowa układu cząstek identycznych zmienia
znak po przestawieniu dwu cząstek.
Zakaz Pauliego:
Dla dwu cząstek w tym samym stanie a=b
Czyli gdy mamy dwie nierozróżnialne cząstki (ich funkcje falowe się nakładają) to cząstki nie mogą przyjąć tego
samego stanu kwantowego.
Zakazowi Pauliego podlegają fermiony.
7. Srebro i glin mają taką samą strukturę krystaliczną, w której do elementarnej komórki sześciennej należą 4
atomy. Stała sieci (długość krawędzi elementarnego sześcianu) jest dla obu metali w przybliżeniu taka sama
a=0,41 nm. Do gazu elektronów swobodnych w metalu każdy atom srebra wnosi 1 elektron, zaś atom glinu 3
elektrony. Oblicz koncentrację elektronów swobodnych (liczbę elektronów w 1m3) w srebrze i w glinie. Energia
Fermiego jest równa 5,5 eV dla srebra. Oszacuj wartość energii Fermiego dla glinu.
8. Posługując się funkcją gęstości stanów naszkicuj wykresy rozkładu liczby elektronów swobodnych w metalu w
zależności od energii w temperaturze T1=0 K i T2=1000 K.
Dla T = 0 będzie Ef
Dla T = 1000 będzie Ef+2000k
Nie wiem, co tu więcej dodać za to było tylko 0,5
9. Przedstaw na wykresie zależność od temperatury oporu elektrycznego typowego metalu. Jakie procesy
określają postać tej zależności w różnych zakresach temperatury?
W wysokiej temperaturze rozpraszanie elektronów
na fononach. Liczba wzbudzonych fononów jest
proporcjonalna do temperatury.
W niskiej temperaturze rozpraszanie na defektach i
domieszkach – średnia droga swobodna nie zależy
od T, podobnie jak prędkość Fermiego.
10. Naszkicuj zależność energii elektronu od wektora falowego k dla elektronów swobodnych i dla elektronów
oddziałujących z siecią krystaliczną (sieć jednowymiarowa, odległość między sąsiednimi atomami jest a).
Zaznacz, dla jakich wartości k występują skokowe zmiany energii.
Dla elektronów swobodnych
Dla elektronów oddziałujących z siecią krystaliczną
11. Rysunek przedstawia układ pasm energetycznych pewnego ciała stałego. Czy jest to izolator, przewodnik,
półprzewodnik? Uzasadnij odpowiedź.
Jest to izolator bo:
-pasmo walencyjne jest w całości zajęte
-przerwa energetyczna jest duża (rzędu kilku eV)
12. Jak zależy od temperatury iloczyn np koncentracji elektronów w paśmie przewodnictwa i koncentracji dziur
w paśmie walencyjnym półprzewodnika? Zapisz wzór i przedstaw tę zależność na odpowiednim wykresie.
<3 ostatnich nie jestem pewien, bo te kartkówki nie oddał>
13. Posługując się modelem wodoropodobnym dla centrum domieszkowego oszacuj energię potrzebną do
wzbudzenia nadmiarowego elektronu z atomu donoru do pasma przewodnictwa w krysztale germanu. Masa
efektywna elektronu w paśmie przewodnictwa w germanie jest me *=0,12me, stała dielektryczna germanu jest
εr=15,8. Energia jonizacji atomu wodoru jest EJ=13,6 eV.
14. Naszkicuj położenie pasm energetycznych i oblicz potencjał kontaktowy krzemowego złącza p-n. Poziom
Fermiego w krzemie typu n leży 0,13 eV poniżej krawędzi pasma przewodnictwa, w krzemie typu p jest 0,08 eV
powyżej krawędzi pasma walencyjnego, przerwa energetyczna jest Eg=1,11 eV.
To na pewno ten rysunek, ale co do obliczenia tego to Niewinem chyba ten wzór trzeba wykorzystać tylko jak bez
temperatury i tych innych danych??
15. Przez krzemowe złącze p-n w temperaturze T=300 K płynie prąd o natężeniu I1=50 nA, gdy przyłożono
napięcie V1= -0,4 V (polaryzacja w kierunku zaporowym). Jakie jest natężenie prądu I2, gdy przyłożono napięcie
V2=+0,4 V (polaryzacja w kierunku przewodzenia)?
Plik z chomika:
areqq
Inne pliki z tego folderu:

fiza zad 1,2,5,6,7,.docx (36 KB)
 Fizyka 11-13.docx (22 KB)
 Powiedzieli że postarają się przed 21.txt (0 KB)
 Pytania ze sprawdzianow 2.doc (597 KB)
 Re__fizyka_kolos_2.zip (907 KB)
Inne foldery tego chomika:


Zgłoś jeśli naruszono regulamin







Strona główna
Aktualności
Kontakt
Dla Mediów
Dział Pomocy
Opinie
Program partnerski




Regulamin serwisu
Polityka prywatności
Ochrona praw autorskich
Platforma wydawców
Copyright © 2012 Chomikuj.pl
fizyka kol2
fizyka-kolokwium II