- •IV тарау. Қатты дененің кванттық физикасы
- •§4.1 Қатты денелердің зоналық теориясының элементтері. Ферми беті
- •§4.2 Зоналардың электрондармен толтырылуы
- •§4.3 Металдар мен жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігі туралы зоналық теорияның негізгі қағидалары
- •§4.4 Металл кристалдарының жылу сыйымдылығы
- •§4.5 Кристалдардың жылу сыйымдылығы (Классикалық теория бойынша)
- •§4.6 Кристалдардың жылу сыйымдылығын Эйнштейн моделі бойынша түсіндіру
- •§4.7 Кристалдардың жылу сыйымдылығын Дебай бойынша түсіндіру
- •§4.8 Кристалдық тордың кванттық тербелістері және энергиясы
- •§4.9 Кристалдық құрылымның ақаулары Ақаулардың қатты денелердің физикалық қасиеттеріне әсері
- •Есептер шығару үлгісі
- •Білімгерлердің өздік жаттығу есептері
- •Тест сұрақтары
Білімгерлердің өздік жаттығу есептері
№1.
Көлемі
күмісте шамамен 5,8
өткізгіштік электрондары бар. Өткізгіш
бойымен E=1B/см электр өріс кернеулігін
түсіргендегі электронның дрейфтік
жылдамдығының орташа мәні қандай болады?
Жауабы: 0,68 м/с.
№2. Алмаздың рұқсат етілмеген зонасының енділігі Eg= 6эв. Алмазбен жұтылған жарық шекарасының толқын ұзындығын табу керек.
Жауабы:
2,07
.
№3. Алюминий мен мыстың меншікті жылу сыйымдылығын (С) классикалық теория бойынша есептеп шығарыңдар.
Жауабы:925 Дж/(кг K).
№4.
Никелді
=0C
ден
=200C-
ге дейін қыздырғандағы кристалдың ішкі
энергиясының өзгеруін анықтаңдар.
Кристалл массасы m= 20г. Жылу сыйымдылықты
есептеп шығар.
Жауабы: 170 кДж.
№5.
Эйнштейннің
күміс атомы үшін сипаттаушы температурасы
=
165K. Эйнштейннің жылу сыйымдылық теориясы
бойынша күміс атомының тербеліс жиілігін
табу керек.
Жауабы:3,44Т Гц.
№6.
Антимонид индийдің (JnSb) таза қорытпасының
=400K
температурадағы тогтасымалдаушы
концентрациясы,
=300K
температурадағы тогтасымалдаушының
концентрациясынан қанша есе үлкен?
Антимонид индийдің рұқсат етілмеген
зонасының енділігі Eg=
0,18 эв.
Жауабы: 3,67 есе.
№7.
Бір еркіндік дәрежеге сәйкес келетін
осцилятордың орташа кванттық энергиясы,
температурасы
=
=θэ
дейін өскенде қанша рет өзгереді?
Жауабы: 3,74 рет.
№8.
Бір килоатом цинк кристалының ие болатын
нөлдік энергиясын Эйнштейннің теориясы
бойынша есептеп шығарыңдар. Цинк үшін
сипаттаушы температура
.
Жауабы: 2,87 мДж.
№9.
Бір килоатом мыс кристалының нөлдік
энергиясын Дебай теориясы бойынша
есептеп шығарыңдар. Мыс үшін сипаттаушы
температура
Жауабы: 2,99 мДж.
№10.
Дебай теориясы бойынша алтын кристалының
меншікті тербеліс жиілігінің максималь
мәнін анықта. Алтынның сипаттаушы
температурасы
Жауабы:3,76Гц.
№11.
Екі өлшемді кристалдың бір килоатомы
үшін нөлдік энергияны есептеп шығарыңдар.
Дебайдың сипаттаушы температурасы
Жауабы: 2,91 мДж.
№12. Үш өлшемді кристалдың жылу сыйымдылығы мынадай формуламен өрнектеледі:
С=
3R
12
-
.
Төменгі температурадағы (Т ) килоатомның жылу сыйымдылығының берілу шегін тап.
Жауабы:
С=
№13. Бір өлшемді кристалдың энергиясы үшін мына формуланы
Е=
3R Т
пайдаланып,
килоатомдық жылу сыйымдылық үшін
берілетін формуланы табыңдар.
Жауабы:С=
3R 2
-
.
№14.
Эйнштейннің кванттық теориясындағы
кристалдың молярлық жылу сыйымдылығын,
Дюлонг-Пти заңындағы молярлық жылу
сыйымдылықпен салыстырыңдар. Эйнштейннің
сипаттаушы температурасы
Жауабы: 0,92 3R.
№15.
Дебайдың хлорлы калий (KCl) үшін сипаттаушы
температурасы
=
230K, ал хлорлы натрий үшін
=
280K. Температурасы 40K– де хлорлы калийдің
(KCl) меншікті жылу сыйымдылығы хлорлы
натрийдің меншікті жылу сыйымдылығынан
неше есе артық?
Жауабы:1,55 есе.
