Практическое занятие по физике

Практическое занятие № 12.

Семинарское занятие

Тема: “Нерелятивистская квантовая механика” (коллоквиум)

Цель занятия: Проверить степень усвоения квантовой теории.

Время, отведённое на проведение занятия 2 часа.


Порядок проведения занятия:

при необходимости консультация по возникшим вопросам;

опрос по теории в соответствии с перечнем вопросов.

Вопросы, рассматриваемые на занятии:

1) Гипотеза де Бройля.

2) Неравенства Гейзенберга и их смысл. Принцип дополнительности Бора.

3) Уравнение Шредингера. Смысл и свойства волновой функции.

4) Частица в потенциальной яме с бесконечно высокими стенками.

5) Прохождение частицы через потенциальный барьер.

6) Квантовый осциллятор. Энергетический спектр и спектр излучения.

7) Атом водорода в теории Шредингера.

8) Спектр излучения щелочных атомов.

9) Молекулярный спектр излучения.

10) Молекула водорода.

11) Теория теплоемкости по Эйнштейну.

12) Теория теплоемкости по Дебаю.

13) Распределения Больцмана, Бозе-Эйнштейна, Ферми-Дирака.

14) Зонная теория полупроводников. Собственная и примесная проводимость.

Литература:

Трофимова Т.И., Курс физики. М.: Высшая школа, 2002 – 393-442 с.

Практическое занятие № 13.

Тема: Контактные явления.

Цель занятия: 1) Ознакомить студентов с квантовой теории полупроводников.

Рассчитать основные характеристики ядер.

Время, отведённое на проведение занятия 2 часа.

Порядок проведения занятия:

повторить теорию электропроводности полупроводников;

решение типовых задач;

повторить теорию строения ядра;

самостоятельно рассчитать основные характеристики конкретных ядер.

Основные теоретические положения.

Зонная теория проводников, полупроводников и диэлектриков (графическое представление).

Контактные явления в полупроводниках. Диоды и триоды.

Атомное ядро и его характеристики.

Энергия связи.

Типовые задачи

1) Оценить значение энергии Ферми для полупроводников ( в рамках зонной модели) – энергию электронов в валентной зоне будем считать равною 0, а энергию в зоне проводимости E1.

Приравнивая вероятность обнаружения электрона на уровне E1 вероятности его отсутствия на уровне E = 0, получаем

2) Записать вероятность перехода в зону проводимости для донорной примеси.

3) Записать вероятность перехода электрона из валентной зоны на акцепторный уровень.

4) Представить вольт - амперную характеристику кристаллического диода для 2-х возможных вариантов включения.

5) Вычислить плотность ядерной материи считая, что R = 1,2×10-15 A1/3 м. 

1 а.е.м = 1,66×10-27 кг.

6) Вывести формулу для вычисления массы иона при использовании метода скрещенных полей.

 Рис. 13.1

Задачи для самостоятельного решения.

Найти дефект массы и энергию связи для ,

 mLi = 7,01601 а.е.м.

mn = 1,00867 а.е.мmn = 1,00783 а.е.м

1эВ = 1,6×10-19 Кл.1В = 1,6×10-19 Дж.

Вывести формулу для расчета энергии связи через массы атомов (а не ядер!); Используем mат = mя + Zme.

Доказать, что тяжелым ядрам выгодно деление, а легким синтез.

Какая энергия выделяется при объединении 2 х протонов и 2 х нейтронов?

Определить отношение сечений s1/s ядер и

алюминия , s = pr2, где r = r0 A1/3

Ядро захватило электрон из K оболочки и испустило a - частицу. Ядро какого элемента получилось в результате этих превращений?

Какую часть от объема кобальта составляет объем его ядра?

r = 4,5×103 кг/м3.

Какие возможные значения спина (в единицах ) могут иметь ядра , , , .

Теоретические вопросы.

Чем отличаются в зонной модели проводники, полупроводники и диэлектрики?

Как выглядит график зависимости электропроводности полупроводника от температуры?

Каковы особенности собственной и примесной проводимости?

Из каких частиц состоит ядро?

Что такое энергия связи и удельная энергия связи?

Как выглядит график e (А)?

Как связана кинетическая энергия нуклонов с удельной энергией связи?

Тема: Атомное ядро. Закон радиоактивного распада. Правило смещения. Цель занятия: Изучить законы радиоактивного распада.

Тема Ядерные реакции. Цель занятия: Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.

Отличительные черты культуры эпохи Возрождения Лабораторная работа по физике