Кафедра общей физики
Rambler's Top100
Физтех-ПорталНапишите нам письмокарта сайтаПочта
 Поиск
 Разделы сайта

 Голосование
Пользуетесь ли вы учебными материалами в электронном виде?

Да
Нет
Пользовался бы, если б они были

Результаты
Архив голосований
 Материалы сервера
Версия для печати

Структура устного экзамена по курсу «Основы современной физики»


 

На устном экзамене студент отвечает на один из вопросов билета, список которых приведен ниже, и рассказывает вопрос по выбору, которым может быть один из пунктов программы (не совпадающих с вопросом билета), либо один из рекомендованных вопросов по выбору.

Вопрос по выбору может быть выбран студентом самостоятельно, но он должен соответствовать программе курса и быть согласованным с преподавателем, ведущим семинары.

 

Экзаменационные вопросы по программе  курса «Основы современной физики»

  1. Кристаллические структуры твёрдых тел, трансляционная симметрия кристаллов, решетка Бравэ, элементарная и примитивная ячейки (на примере ГЦК решетки), ячейка Вигнера-Зейтца, базис.

  2. Рентгеновские и нейтронные методы исследования кристаллических структур, дифракция Вульфа-Брэгга, обратная решетка, брэгговские плоскости, зона Бриллюэна.

  3. Типы связей в кристаллах: кулоновская (ионные кристаллы), ковалентная (обменное взаимодействие), ван-дер-ваальсовская (молекулярные кристаллы), металлическая.

  4. Дефекты кристаллической решетки: точечные, линейные (дислокации), плоские, объемные.

  5. Колебания моноатомной цепочки, понятие о квазиимпульсе. Дискретность квазиимпульса как следствие периодических граничных условий.

  6. Колебания двухатомной цепочки, акустическая и оптическая ветви колебаний.

  7. Адиабатическое приближение. Нормальные колебания решетки, понятие о фононах. Фононы как квазичастицы.

  8. Решеточная теплоемкость. Модели Эйнштейна и Дебая, температура Дебая.

  9. Решеточная теплопроводность фононного газа при низких температурах.

  10. Решеточная теплопроводность при высоких температурах. Процессы переброса.

  11. Модель свободных электронов, импульс, скорость и энергия Ферми, температура вырождения.

  12. Распределение Ферми-Дирака, химпотенциал и его связь с энергией Ферми.

  13. Вклад электронов в теплоемкость металлов и его температурная зависимость, соотношение с решёточной теплоемкостью.

  14. Физическая причина появления зон разрешённых и запрещённых значений энергии, модели слабой и сильной связи.

  15. Характер заполнения зон при нулевой и конечной температурах. Проводники, изоляторы, и полупроводники.

  16. Понятие о ферми-жидкости, электроны и дырки как квазичастицы.

  17. Электропроводность металлов. Формула Друде-Лоренца.

  18. Правило Матиссена. Температурная зависимость электропроводности при высоких температурах.

  19. Электропроводность металлов при низких температурах. Закон Блоха-Грюнайзена.

  20. Электронная теплопроводность. Качественное различие механизмов релаксации энергии и импульса электронов в процессах теплопроводности и электропроводности, закон Видемана-Франца.

  21. Электрон-дырочные возбуждения в собственном полупроводнике, распределение электронов и дырок в зоне проводимости и в валентной зоне. Понятие об эффективной массе закона дисперсии.

  22.  Расчет концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике. Статфакторы зон. Условие электронейтральности и положение уровня Ферми (химпотенциала) в собственном полупроводнике.

  23. Донорные и акцепторные примеси в полупроводниках. Оценка энергии мелкого донорного уровня.

  24. Температурная зависимость химпотенциала в примесных полупроводниках Концентрация носителей и правило «рычага».

  25. Электропроводность полупроводников. Подвижность носителей. Температурная зависимость времени релаксации электронов в полупроводнике.

  26. Распределение зарядов в (p-n)-переходе, возникновение потенциального барьера;(p-n)-переход во внешнем электрическом поле и его вольт-амперная характеристика.

  27. Сверхтекучесть жидкого гелия-4 и гелия-3. Квантовые возбуждения в сверхтекучей жидкости, закон дисперсии Ландау. Качественное объяснение отсутствия вязкости в сверхтекучем гелии, критическая скорость.

  28. 27. Явление сверхпроводимости, критическая температура, эффект Мейснера, лондоновская глубина проникновения.

  29. Термодинамическое критическое магнитное поле, его зависимость от температуры.

  30. Роль кристаллической решётки в явлении сверхпроводимости, изотоп-эффект, куперовское спаривание. Нулевой импульс пары, s-спаривание электронов. Длина когерентности, ее связь с величиной сверхпроводящей щели.

  31. Критический ток в сверхпроводниках, связь его величины с критерием Ландау.

  32. Квантование магнитного потока в сверхпроводниках.

  33. Сверхпроводники I рода и II рода, верхнее и нижнее критические поля, понятие о вихрях магнитного потока (вихрях Абрикосова), вихревая решётка, пиннинг.

  34. Высокотемпературные сверхпроводники, особенности их кристаллической структуры и физических свойств. Области практического использования и перспективы применения сверхпроводимости.

  35. Эффект Ааронова-Бома.

  36. Квантование Ландау энергетического спектра электронов, заполнение уровней в двумерном электронном газе в магнитном поле.

  37. Эффект Холла в полупроводниках, холловское удельное сопротивление (постоянная Холла). Понятие о целочисленном квантовом эффекте Холла, квантовый эталон сопротивления.

  38. Диа-, пара- и ферромагнетики. Теория парамагнетизма Ланжевена, формула Ланжевена-Бриллюэна.

  39. Квантовая природа ферромагнетизма. Антиферромагнетики и ферримагнетики. Закон Кюри-Вейсса. Модель Гейзенберга. Магнитная анизотропия, модель Изинга.

  40. Спиновые волны. Закон дисперсии спиновых волн в ферромагнетике. Закон 3/2 Блоха.

  41. Вещество при высоких давлениях.

 

 

 

Рекомендуемые вопросы по выбору для устного экзамена по курсу «Основы современной физики»

1. Дробный квантовый эффект Холла – Ю.М. Ципенюк «Квантовая микро- и макрофизика», §22.10; Х.Штермер, УФНТ.170 (2000) с.304.

2. Эволюция Вселенной – Ю.М.Ципенюк «Принципы и методы ядерной  физики» ,  §5.8; Ю.М.Ципенюк «Квантовая   микро- и макрофизика»,  §11.7.

3. Экспериментальное обнаружение квантования магнитного потока в сверхпроводящем цилиндре – Deaver B.S.Jr., Fairbank W.M. Phys.Rev.Lett. v.7 (1961) p.43

4 Эксперимент по обнаружению квантования магнитного потока в сверхпроводящем кольце – Doll R., N?bauer M. Phys.Rev.Lett. v.7 (1961) p.51.

5. Экситоны – Гросс Е. УФН т.76 (1962) с.433

6. Эксперименты по туннелированию электронов в системе сверхпроводник-нормальный металл  и сверхпроводник-нормальный металл-сверхпроводник –

GiaverI.Phys.Rev.Lett. 1960. V.5, p.147; И.Гиавер. УФН т.116 (1975) с.585.

7.  Эксперимент  Д.Ю.Шарвина-Ю.В.Шарвина – Письма  ЖЭТФ. 1981, т.33, стр.101.

8.  Эксперимент Осакабе по обнаружению эффекта Ааронова-Бома – Osakabe N. et al. Phys.Rev. A.  V.34 (1986) p.815.

9.  Физика нейтронных звезд – А.Ю.Потехин, УФН т.180 (2011) с.1279

10.  Изучение фононного спектра кристаллов методом неупругого рассеяния нейтронов – Ю.М.Ципенюк «Квантовая   микро- и макрофизика»,  §17.2.

11.  Доменные стенки в ферромагнетиках – Ч.Киттель. Введение в физику твердого тела, с. 578-587.

12.  Получение низких температур методом адиабатического размагничивания парамагнитных солей – Ч.Киттель. Введение в физику твердого тела, с.529-533.

13.  Получение низких температур методом адиабатического размагничивания ядерных парамагнетиков –  Ч.Киттель. Введение в физику твердого тела, с.533; Kurti N. et al.,

Nature v.178 (1956) p.450.

14.  Паулевский парамагнетизм электронов проводимости – Ч.Киттель. Введение  в физику твердого тела, с.534-538.

15.  Эффект де Газа-ван Альфена – Ч.Киттель. Введение  в физику твердого  тела, с.366-372.

16. Тепловое расширение твердых тел –Ч.Киттель. Введение  в физику твердого тела, с.233-234.

17.  Термоэлектронная эмиссия – Ч.Киттель. Элементарная физика твердого тела, с. 145-148.

18.  Измерение эффективной массы электронов в полупроводниках методом циклотронного  резонанса – Ч.Киттель. Введение в физику твердого тела, с. 297-300, 400-407.

19. Размерное квантование – А.Я.Шик и др. Физика низкоразмерных систем, СПб: Наука, 2001, с. 5-10; В.П.Драгунов, И.Г.Неизвестный, В.А.Гридчин «Основы наноэлектроники» 2000, гл. III.

20.  Измерение зависимости эффективной массы электрона в металле от импульса – А.А.Абрикосов. Основы теории металлов, стр.132-134.

 

 


наверх | на главную
 Discuss it
Add your comment
Author
Subject
Message