Элементы теории сверхпроводимости.
Бардин, Купер и Шриффер создали (1957) последовательную квантово-механическую теорию сверхпроводимости (теория БКШ). Академк НН Боголюбов развил новый метод, олличный от примененного в теории БКШ. Была, наконец, решена проблема, которая в течение 46 лет мучила физиков и инженеров. Выяснилимт не только физичекий смысл сверзпроводимости,но и основыные ее особенности. Изотопический эффект указывал на то, что сверзпроводимость связана с особым, эффективным взаимодействием между электронами, которое происходит с участием кристаллической решетки и приводит к исчезновению удельного электрического сопротивления.
Зонная теория проводников, полупроводников и диелектриков.
Необходимым условием электрической проводимосми твердого тела является наличие в разрешенной зоне свободных энергетических уровней, на которые электрическое поле сторонних сил могло бы перевести электроны.
Зона, заполненная электронами частично или пустая (при Т=0 К), называется зоной проводимости.
Самая верхняя зона, целиком заполненная электронами (при Т=0 К), называется валентной.
У твердых диэлектриков энергетические зоны не перекрываются, причем валентная зона отделена от хоны проводимости интервалом энергии условно более 2эВ.
Проводимость полупроводников.
Полупроводник называется беспримесным, если он идеально химически чист и имеет идеально правильную кристаллическую решетку. Его проводимость называется собственной просодимостью полупроводника.
Для возникновения собственной проводимости чистого полупроводника необходимо электроны из валентной зоны перебросить в зону проводимости. Для этого нужно затратить энергию, равную по крайней мере ширине запрещенной зоны. Эта величина является важнейшей характеристикой электрических свойств полупроводника и называется энергией активации собственной проводимости.
Контактные явления в полупроводниках.
Контактным называется ряд физических явлений, возникающих в области соприкосновения разнородных твердых лел.
Наибольший практический интерес они
представляют в металлах и полупроводниках,
где имеются электроны, не привязанные
к определенным атомам. Для контактных
явлений существенную роль играет энергия
электронов. За нулевое значение энергии
W электрона удобно принять
энергию свободного покоящегося электрона,
находящегося вне незаряженного
металлического тела. Тогда внутри
металла электроны пролодимости будут
в потенциальной яме глубиной е
,
где
>
0 – потенциал металла. Вне незагяженного
металла потенциал
’.
Работа выхода А электрона из металла
отсчитывается от уровня Ферми.
Список тем:
Стоячие волны. 2
Условия возникновения стоячей волны. 2
Электромагнитная волна 3
Интерференция 3
Интерференция двух плоских волн. 3
Условия интерференции. 3
Когерентность. 4
Учёт когерентности излучения. 5
Интерференция в прошедшем свете. 5
Кольца Ньютона. 5
Дифракция. 5
Принцип Гаусса. 5
Принципы Гугенса Фринелли 6
Принцип суперпозиции 6
Метод зон Френели 6
Дифракция Френеля 7
Дифракция Фраунгофера 8
Дифракция Фраунгофера на щели 8
Простые оценки. 8
Разрешающая способность объектива. 9
Дифракционная решетка. 9
Дифракция на двумерных структурах. 10
Дифракция на трехмерных структурах. 10
Голография. 11
Голография – запись. 11
Голография – воспроизведение. 11
Тепловое излучение. 11
Абсолютно черное тело. 12
Закон Кирхгофа (третий). 12
Закон Стефана-Больцмана. 12
Закон Вина. 13
Классическая теория дисперсии света 13
Фазовая скорость. 14
Групповая скорость. 15
Связь между групповой и фазовой скоростью: 15
Квантовая оптика. 15
Фотон. 15
Квантово-волновой дуализм. 15
Внешний фотоэффект. 16
Свойства фотоэффекта: 16
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. 16
Эффект Комптона. 16
Давление света. 17
Элементы квантовой механики. 17
Корпускулярно-волновой дуализм вещества. 17
Волны де Бройля. 17
Волновая функция и ее статистический смысл. 18
Распределение Максвелла. 18
Распределение Бора. 19
Соотношение неопределённостей Гейзенберга . 19
Уравнение Шредингера. 19
Элементы квантовой статистики 20
Статистические методы описания систем. 20
Фазовое пространство 21
Критерий вырождения газа 21
Бозоны и фермионы. 22
Статистика Бозе-Энштейна. 22
Тепловое излучение 23
Чёрное тело. 23
Законы теплового излучения(формула Планка, закон Стефана Больцмана, закон Вина, закон Рэлея-Джинса). 24
Статистика Ферми-Дирака 25
Квантовая теория свободных электронов в металлах. Вывод закона Ома и закона Джоуля-Ленца. 25
Элементы теории сверхпроводимости. 26
Зонная теория проводников, полупроводников и диелектриков. 26
Проводимость полупроводников. 26
Контактные явления в полупроводниках. 26
Список тем: 27