Тема 4. Элементы физики твердого тела

Зонная теория твердых тел. Расщепление энергетических уровней изолированных атомов при объединении их в кристаллическую решетку, образование ряда чередующихся разрешенных и запрещенных зон. Объяснение электрических свойств металлов, полупроводников и диэлектриков зонной теорией. Зона проводимости в металле. Широкая запрещенная зона в диэлектрике, обеспечивающая отсутствие проводимости. Сверхпроводимость при низких температурах, абсолютный диамагнетизм сверхпроводников. Образование куперовских пар электронов под действием колебаний кристаллической решетки. Существование энергетической щели (узкой запрещенной зоны), запрещающей парам проводимости терять энергию при малых внешних воздействиях.

Собственные (чистые) полупроводники. Ковалентная связь атомов в кристаллической решетке полупроводника. Отрыв электронов от ковалентных связей, преодоление электронами узкой запрещенной зоны в собственном полупроводнике под действием энергии теплового движения. Образование электронов проводимости и дырок.

Примесные полупроводники. Донорные примесные уровни в полупроводниках типа n, электронная проводимость n-полупроводников. Акцепторные примесные уровни в полупроводниках типа p, дырочная проводимость р-полупроводников.

Электронно-дырочный переход при контакте р- и n-полупро-водников. Образование запирающего слоя (области, обедненной носителями электричества) при обратном напряжении. Прямой ток и его зависимость от прямого напряжения. Использование р-n-перехода в диодах, применение для выпрямления. Применение двух р-n-переходов в транзисторах, используемых для усиления. Применение трех р-n-переходов в тиристорах, используемых в высоковольтных переключателях и выключателях. Внутренний фотоэффект в диэлектриках и полупроводниках, фотосопротивления. Вентильный фотоэффект на p-n-переходе, фотоэлектродвижущая сила, использование в солнечных батареях.

Тема 5. Элементы физики ядра. Элементарные частицы

Элементы физики атомного ядра. Основные характеристики и свойства атомных ядер. Энергия связи ядра. Спин ядра и магнитный момент. Ядерные силы. Модели ядра. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Правила смещения. Радиоактивные семейства. Закономерности радиоактивных процессов. Методы наблюдения радиоактивных излучений и частиц. Ядерные реакции и их основные типы.

Элементы физики элементарных частиц. Космическое излучение. Мюоны и мезоны. Фундаментальные взаимодействия в природе. Частицы и античастицы. Лептоны и их описание. Адроны и их описание. Классификация элементарных частиц. Кварки.

2.3 Самостоятельная работа студентов в процессе изучения курса

Самостоятельная работа студентов включает в себя:

изучение теоретического материала по рекомендованной литературе и по конспектам, подготовку к практическим занятиям (написание отчетов) и контрольным работам, выполнение домашних заданий, подготовку к тестированию с использованием Интнернет-тренажеров; обработку результатов лабораторных измерений и вычисление их погрешностей, написание отчетов к лабораторным работам с формулировкой выводов, подготовку к экзамену (дифференцированному зачету).