Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200




НазваниеУчебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200
страница8/15
Дата публикации31.07.2013
Размер1.67 Mb.
ТипПрограмма
zadocs.ru > Физика > Программа
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15
B;

^ RH – постоянная Холла;

j – величина плотности тока.

Постоянная Холла для полупроводников типа алмаз, германий, кремний и других, обладающих носителями заряда одного типа (n или p):

,

где n – концентрация носителей заряда.

Намагниченность однородного изотропного магнетика:

,

где ^ N – число молекул в объёме V;

pmi – магнитный момент i-й молекулы (или атома);

n – концентрация молекул;

– средний магнитный момент одной молекулы.

Молярная намагниченность однородного изотропного магнетика:

,

где  и – молярная масса и плотность магнетика.

Удельная намагниченность однородного изотропного магнетика:

.

Магнитная восприимчивость однородного изотропного магнетика:

,

где ^ J – величина намагниченности;

H – величина напряжённости магнитного поля.

Удельная магнитная восприимчивость однородного изотропного магнетика:

.

Магнитная восприимчивость парамагнитного однородного изотропного магнетика при условии :

,

где pm – постоянный магнитный момент атома.

Магнетон Бора:

,

где me – масса электрона.

Частота прецессии Лармора:

,

где ^ B – магнитная индукция.
Примеры решения задач
Задача 1. Расстояние между соседними атомами кристалла кальция (решётка кубическая гранецентрированная) . Определить: 1) параметр a решётки; 2) плотность кристалла.

Решение. 1) Параметр a решётки и расстояние d между ближайшими соседними атомами связаны простым геометрическим соотношением, ясным из рисунка 8.1:

.

Произведём вычисления:

.

2) Плотность кристалла связана с молярной массой и молярным объёмом Vm соотношением

. 

Молярный объём ^ Vm найдём как произведение объёма на число zm элементарных ячеек, содержащихся в одном моле кристалла:

. 

Учитывая, что число элементарных ячеек для кристалла, состоящего из одинаковых атомов, можно найти, разделив постоянную Авогадро NA на число n атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку, равенство  можно записать в виде

. 

Подставив в  выражение Vm из , получим

.

Произведём вычисления, учитывая, что число n в случае кубической гранецентрированной решётки равно 4:



Ответ: ; .
Задача 2. Используя квантовую теорию теплоёмкости Эйнштейна, вычислить удельную теплоёмкость cV при постоянном объёме алюминия при температуре . Характеристическую температуру Эйнштейна для алюминия принять равной .

Решение. Удельная теплоёмкость c вещества может быть выражена через молярную теплоёмкость ^ Cm соотношением

, 

где – молярная масса.

Молярная теплоёмкость при постоянном объёме по теории Эйнштейна выражается формулой

. 

Подставив в  выражение теплоёмкости Cm по формуле , получим

. 

Произведём вычисления:

.

Ответ: .
Задача 3. Определить теплоту Q, необходимую для нагревания кристалла NaCl массой от температуры до температуры . Характеристическую температуру Дебая для NaCl принять равной и условие считать выполненным.

Решение. Теплота Q, подводимая для нагревания тела от температуры T1 до T2, может быть вычислена по формуле

, 

где ^ C – теплоёмкость тела, которая связана с молярной теплоёмкостью Cm соотношением

, 

где m – масса тела;

 – молярная масса вещества.

Подставив выражение C в формулу , получим

. 

В общем случае теплоёмкость Cm является сложной функцией температуры, поэтому выносить её за знак интеграла нельзя. Однако, если выполнено условие , то нахождение Q облегчается тем, что можно воспользоваться предельным законом Дебая, в соответствии с которым теплоёмкость пропорциональна кубу термодинамической температуры:

. 

Подставляя молярную теплоёмкость  в формулу , получим

.

Выполним интегрирование:

.

Произведём вычисления:



Ответ: .
Задача 4. Вычислить максимальную энергию F (энергию Ферми), которую могут иметь свободные электроны в металле (медь) при температуре . Принять, что на каждый атом меди приходится по одному электрону.

Решение. Максимальная энергия F, которую могут иметь электроны в металле при , связана с концентрацией n свободных электронов соотношением

, 

где ћ – постоянная Планка;

me – масса электрона.

Концентрация свободных электронов по условию задачи равна концентрации атомов, которая может быть найдена по формуле,

, 

где – плотность меди;

 – молярная масса;

NА – число Авогадро.

Подставляя выражение n в формулу , получаем

.

Произведём вычисления:



Ответ: .
Задача 5. Удельная проводимость примесного полупроводника, имеющего решётку типа алмаз, равна . Считая, что полупроводник обладает только дырочной проводимостью, определить: 1) концентрацию np дырок; 2) подвижность bp дырок. Постоянную Холла принять равной .

Решение. 1) Концентрация np дырок связана с постоянной Холла, которая для полупроводников с решёткой типа алмаз, обладающих носителями только одного знака, выражается формулой

,

где e – элементарный заряд.

Отсюда . 

Произведём вычисления:

. 

2) Удельная проводимость полупроводников выражается формулой

, 

где nn и np – концентрации электронов и дырок;

bn и bp – их подвижности.

При отсутствии электронной проводимости первое слагаемое равно нулю, и формула  примет вид , откуда

. 

Подставим в  выражение np из формулы :

. 

Произведём вычисления:

.

Ответ: 1) ;

2) .
Задача 6. Удельная магнитная восприимчивость уд газообразной окиси азота (NO) при нормальных условиях равна . Определить магнитный момент pm молекулы NO в магнетонах Бора.

Решение. Магнитная восприимчивость парамагнитных веществ выражается по теории Ланжевена (при ) формулой

,

где 0 – магнитная постоянная;

n – концентрация молекул (при нормальных условиях );

pm – магнитный момент молекулы;

k – постоянная Больцмана;

T – термодинамическая температура (при нормальных условиях ).

Из этой формулы

. 

Входящая в выражение  магнитная восприимчивость связана с заданной в условии задачи удельной магнитной восприимчивостью уд соотношением

, 

где – плотность вещества.

Плотность газа в соответствии с уравнением Клапейрона-Менделеева может быть выражена формулой

. 

Перепишем выражение  с учётом соотношений  и :

.

Сократив в этом равенстве на ^ T0 и выразив молярную газовую постоянную R через постоянную Авогадро NA, получим расчётную формулу для магнитного момента:

. 

Произведём вычисления:

.

По условию задачи магнитный момент следует выразить в магнетонах Бора. Так как , то

.

Ответ: .
Раздел 9 Элементы ядерной физики
Тема 9.1 Атомное ядро. Радиоактивность. Ядерные реакции
Структура атомного ядра. Ядерные силы. Изотопы, изотоны, изомеры. Спектр энергетических состояний атомного ядра. Ядерные спектры. Энергия связи и дефект масс ядра. Зависимость удельной энергии связи от массового числа. Модели ядер. Радиоактивность: -, - и -излучение. Поглощение -излучения. Эффект Мёссбауэра. Закон радиоактивного распада. Искусственная радиоактивность. Ядерные реакции. Законы сохранения заряда и числа нуклонов в ядерных реакциях. Энергетический выход ядерных реакций.
Тема 9.2 Деление и синтез ядер. Ядерная энергетика
Деление ядер. Цепная реакция. Ядерный реактор. Синтез ядер. Термоядерная реакция. Методы регистрации ионизирующих излучений и элементарных частиц. Камера Вильсона, фотоэмульсия, пузырьковая камера, счётчик Гейгера-Мюллера. Ядерная энергетика и её экологические аспекты. Биологическое воздействие радиации. Понятие о дозе облучения и радиационной безопасности.
Тема 9.3 Современные представления о структуре

элементарных частиц. Кварки и глюоны
Элементарные частицы. Наблюдение элементарных частиц в космических лучах. Характеристики и основные свойства элементарных частиц. Классификация элементарных частиц. Спектр масс элементарных частиц. Фермионы и бозоны. Лептоны и адроны. Мезоны, гипероны, резонансы. Частицы и античастицы и их аннигиляция. Стабильность частиц и превращения элементарных частиц. Типы физических взаимодействий в природе. Законы сохранения в микромире. Кварки и глюоны – структурные составляющие элементарных частиц. Роль элементарных частиц в эволюции Вселенной.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   15

Похожие:

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconУчебная программа, методические Указания и контрольные задания для...
Программа, методические указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения специальности

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconУчебная программа, методические указания и задания к контрольной...
Статистика. Учебная программа, методические указания и задания к контрольной работе

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconМетодические указания по выполнению контрольных работ для студентов безотрывной формы обучения
Воловик, О. В./ Экология Республики Коми [Текст]: метод указания по выполнению контрольных работ для студентов безотрывной формы...

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconМетодические указания по выполнению контрольной работы 31 Общие указания 31
Производственные технологии : программа, методические указания и контрольные задания для студентов специальностей 1-25 01 07 – Экономика...

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconНемецкий язык методические указания и контрольные задания для студентов...
Немецкий язык : методические указания и контрольные задания для студентов 2 курса железнодорожных специальностей заочной формы обучения...

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconМетодические указания и контрольные задания для студентов специальностей...
Статистика: методические указания и контрольные задания для студентов специальностей 1-26 02 02 «Менеджмент» и 1-26 02 03 «Маркетинг»...

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconПрограмма, методические указания и контрольные задания для студентов...
Рассмотрены и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом университета

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconМетодические указания и контрольные задания для студентов специальности,...
Методические указания и контрольные задания по дисциплине Стандартизация норм точности для студентов специальности: 1- 38. 02. 01...

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconПрограмма и контрольные задания для студентов I и II курсов заочной...
Математика: программа и контрольные задания / В. Б. Грахов, М. Минькова, В. Б. Соловьянов. Екатеринбург: гоу впо угту-упи, 2005....

Учебная программа, методические Указания и контрольные задания для студентов безотрывной формы обучения минск 200 iconМетодические указания и контрольные задания к выполнению контрольных...
Статистика: методические указания и контрольные задания к выполнению контрольных работ для студентов специальностей 1-25 01 08 «Бухгалтерский...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов