Вопросы по физике выносимые на экзамен (II курс, IV семестр)

1. Тепловое излучение. Интегральные и спектральные характеристики излучения. Закон Кирхгофа. Закон смещения Вина. Закон Стефана-Больцмана.

2. Дискретный характер испускания и поглащения излучения веществом. Формула Планка для равновесного теплового излучения.

3. Фотоэффект, его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоны. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения.

4. Эффект Комптона. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения.

5. Ядерная модель Резерфорда-Бора. Постулаты Бора.

6. Гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Опыты по дифракции микрочастиц.

7. Волновая функция, ее вероятностный смысл и условия, которым она должна удовлетворять. Принцип суперпозиции в квантовой механике.

8. Уравнение Шредингера, его свойства. Вероятностная интерпретация волновой функции.

9. Стационарные состояния, их временная зависимость. Уравнения Шредингера для стационарных состояний.

10. Частица в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Квантование энергии. Плотность вероятности нахождения частицы для различных состояний.

11. Частица в трехмерном потенциальном ящике. Энергетический спектр частицы. Понятие о вырождении энергетических уровней.

12. Движение микрочастицы в области одномерного потенциального порога. Случай "высокого" и "низкого" порога.

13. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект. Сканирующий туннельный микроскоп.

14. Уравнение Шредингера для гармонического осциллятора, анализ его решений.

15. Основные постулаты квантовой механики. представление физических величин операторами. Собственные функции и собственные значения операторов, их связь с результатами измерений.

16. Основные постулаты квантовой механики. Представление физических величин операторами. Вычисление средних значений физических величин.

17. Условия возможности одновременного измерения разных физических величин в квантовой механике. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.

18. Уравнение Шредингера для атома водорода. Квантовые числа, их физический смысл.

19. Собственные механический и магнитный момент электрона. Опыт Штерна и Герлаха.

20. Орбитальный, спиновой и полный механический и магнитный моменты атома.

21. Атом во внешнем магнитном поле. Эффект Зеемана.

22. Спонтанное и индуцированное вынужденное излучение. Коэффициенты "А" и "В" Эйнштейна.

23. Принцип работы лазера. Особенности лазерного излучения. Основные типы лазеров, их применение.

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

25. Статистика Бозе-Эйнштейна. Функция распределения Бозе-Эйнштейна. Свойства идеального газа бозе-частиц.

26. Статистика Ферми-Дирака. Функция распределения Ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ. Энергия Ферми.

27. Квантовые распределения Ферми-Дирака и Бозе-Энштейна. Их предельный переход в классическое распределение Максвелла-Больцмана.

28. Работа выхода электрона из металла. Термоэлектронная эмиссия. Формула Ричардсона-Дешмана.

29. Эмиссия электронов из металла. Эффект Шоттки. Холодная (автоэлектронная) эмиссия.

30. Электроны в периодическом поле кристалла. Образование энергетических зон. Энергетический спектр электронов в модели Кронига-Пенни.

31. Зонная теория твердых тел. Структура зон в металлах, полупроводниках и диэлектриках.

32. Собственная проводимость полупроводников. Концентрация электронов и дырок в чистых полупроводниках. Температурная зависимость собственной проводимости полупроводников. Уровень Ферми в чистых полупроводниках.

33. 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.

34. 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.

35. Фотопроводимость полупроводников. Процессы генерации и рекомбинации носителей заряда.

36. Эффект Холла в полупроводниках, его практическое применение.

37. Контактные явления в полупроводниках. P-n-переход, его вольтамперная характеристика.

38. Элементарные частицы, их основные характеристики. Симметрия и законы сохранения в мире элементарных частиц.

39. Элементарные частицы. Виды взаимодействий элементарных частиц. Классификация частиц. Лептоны и адроны. Кварковая структура адронов.

40. Структура атомного ядра. Характеристики ядер: заряд, масса, размеры. Энергия связи. Свойства и обменный характер ядерных сил.

41. Деление тяжелых ядер, цепные реакции. Термоядерный синтез.

42. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Виды радиоактивных излучений. Активность.

43. Радиоактивность. Виды радиоактивных излучений. Эффект Мессбауэра.

44. Взаимодействие ядерных излучений с веществом. Детектирование различных излучений. Дозиметрия и защита.

45. Квантовые объекты нанотехнологий. Квантовые ямы, квантовые нити, квантовые точки, углеродные нанотрубки. Приборы нанотехнологий. Сканирующие зондовые микроскопы.