Файл: 1. интерференция света основные формулы и законы.doc

А. [770 Дж/кг∙К] В. [257 Дж/кг∙К] С. [1540 Дж/кг∙К]

4.55. Определите теплоту, необходимую для нагревания кристалла калия массой 200 г от температуры T₁ = 4 К до температуры T₂ = 5 К. Принять характеристическую температуру Дебая для калия = 100 К и считать условие T << выполненным.

А. [0,92 Дж] В. [1,84 Дж] С. [0,31 Дж] D. [9,2 Дж]

4.56. Определите в электронвольтах максимальную энергию фонона, который может возбуждаться в кристалле калия, характеризуемом температурой Дебая = 100 К.

А. [0,0086 эВ] В. [0,025 эВ] С. [0,03 эВ] D. [0,0043 эВ]

4.57. Оцените среднюю энергию свободных электронов в металлах при абсолютном нуле температур, если средняя концентрация электронов проводимости в металлах составляет 5∙10²⁸ м^-3.

А. [3 эВ] В. [5 эВ] С. [6 эВ] D. [9 эВ]

4.58. Металлы литий и цинк приводят в соприкосновение друг с другом при температуре Т = 0 К. Чему будет равна возникшая контактная разность потенциалов? Какой из этих металлов будет иметь более высокий потенциал? ( _Li = 0,53∙10³ кг/м³; _Zn = 7,15∙10³ кг/м³).

A. [U₁₂ = 0,8 B; Li] B. [U ₁₂ = 0,01 B; Zn]
C. [U ₁₂ = 8 B; Li] D. [U ₁₂ = 0,1 B; Zn]

4.59. Докажите, что уровень Ферми в собственном полупроводнике действительно расположен в середине запрещенной зоны.

A. [E_F = ] B. [E_F = ] C. [E_F = ]

4.60. Кремниевый образец, ширина запрещенной зоны в котором равна 1,1 эВ, нагревают от температуры t₁ = 0 ^оС до температуры t₂ = 10 ^оС. Во сколько раз возрастает его удельная проводимость ?

A. [в 2,28] B. [в 0,23] С. [в 22,8] D. [в 1,14]

4.61. При нагревании германиевого кристалла от температуры 0

---

^оС до температуры 10 ^оС его удельная проводимость возрастает в 1,49 раза. По приведенным данным определите ширину запрещенной зоны кристалла германия.

А. [0,72 эВ] В. [1,1 эВ] С. [1,5 эВ] D. [4,7 эВ]

4.62. Предположим, что p - n – переход находится при 0 ^оС и при прямом напряжении 0,1 В, a его сопротивление равно 10 Ом. Каково сопротивление перехода, если поменять полярность напряжения?

А. [692 Ом] В. [6920 Ом] C. [69,2 Ом] D. [138,4 Ом]

4.63. Прямое напряжение, приложенное к p - n – переходу, равно
0,1 В. Во сколько раз возрастет сила тока через переход, если изменить температуру от Т₁ = 300 К до Т ₂ = 273 К?

[ = 1,1]

4.64. Глубина потенциальной ямы U металла составляет 10 эВ, а максимальная энергия электрона Е_max, отсчитанная от дна ямы, равна
6 эВ. Определите уровень Ферми Е_F и работу выхода А электрона в этом металле.

А. [Е_F = 6 эВ; А = 4 эВ] В. [Е_F = 4 эВ; А = 6 эВ] C. [Е_F = 3 эВ; А = 2 эВ]

4.65. На рисунке изображены зонные схемы полупроводников разного типа проводимости. Какая схема соответствует полупроводникам p – типа и n – типа примесной проводимости и собственной проводимости.

A. [c, b, a] B. [a, b, c] C. [b, a, c] D. [c, a, b]

5. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ АТОМНОГО ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
5.1. Элементы физики атомного ядра
Основные формулы и законы

• 
  Массовое число ядра (число нуклонов в ядре)
  

A = Z + N,

где Z – зарядовое число (число протонов); N –число нейтронов.

• 
  Радиус ядра с массовым числом A
  

R = 1,23∙10^-15 A ^1/3 м.

• 
  Дефект массы ядра
  

где , и m_я - соответственно масса протона, нейтрона и ядра.

Если взять не массу ядра m_я, а массу атома (изотопа)

---

и вместо массы протона массу атома водорода , то

.

• 
  Энергия связи и удельная энергия связи
  

Е_св = ∆mc², Е_уд = Е_св/А.

Если массы измерять в а.е.м., то Е_св = 931∆m (МэВ), так как
1 а.е.м.∙с² = 931,5 МэВ.

• 
  Закон радиоактивного распада
  

или ,

где - число ядер, распадающихся за время dt; - число ядер, не распавшихся к моменту времени t; - число ядер в начальный момент времени (t=0); –постоянная радиоактивного распада.

• 
  Период полураспада
  

.

• 
  Среднее время жизни радиоактивного ядра
  

• 
  Активность радиоактивного изотопа
  

или .

• 
  Правила смещения для – распада
  

.

• 
  Правила смещения для β ^– – распада
  

.

• 
  Правила смещения для β ⁺ – распада
  

.

• 
  Энергетический эффект ядерной реакции (в МэВ)
  

,

где сумма масс (в а.е.м.) исходных реагентов

---

, сумма масс (в а.е.м.) продуктов реакции.

• 
  Основные дозиметрические величины:
  

1. 
   Поглощенная доза излучения D_п = ∆Е_погл/m;
   
2. 
   Экспозиционная доза D_Э = (1р = 2,58∙10^-4 Кл/кг)
   
3. 
   Биологический эквивалент рентгена (1 бэр = 10^-9 Дж/кг)
   
4. 
   Мощность дозы излучения P_п = D_п/∆t или P_э = D_э/∆t, где ∆t – длительность облучения.
   

---

Задания
5.1. Определите плотность частиц (нуклонов) ядерного вещества, выражаемую числом нуклонов в 1 см³, если в ядре с массовым числом А все нуклоны плотно упакованы в пределах его радиуса. Используя вычисленную плотность частиц ядерного вещества, определите плотность массы нейтронной звезды, если все нейтроны плотно упакованы в пределах всего объема звезды (m_n = 1,675∙10^-27 кг). [8.7∙10³⁷ см^-3; 1,46∙10¹⁷ кг/м³]

5.2. Определите энергию и удельную энергию связи для ядер изотопов 1) гелия: а) He; б) He; 2) урана: а) U; б) U. Какие выводы можно сделать на основе вычисленных значений энергии и удельной энергии связи?

1) [28,4 МэВ; 7,1 МэВ/нуклон; 7,8 МэВ; 2,6 МэВ/нуклон]

2) [1786 МэВ; 7,6 МэВ/нуклон; 1804 МэВ; 7,58 МэВ/нуклон]

5.3. Определите удельную энергию связи для ядер: 1) дейтерия D; 2) гелия Не; 3) лития Li; 4) кислорода О; 5) алюминия Al; 6) железа Fe; 7) ксенона Хе; 8) золота Au; 9) урана U; 10) Изобразите графически зависимость удельной энергии связи Е_уд от массового числа А.

[1,11 МэВ/нуклон; 2) 7,08 МэВ/нуклон; 3) 5,61 МэВ/нуклон; 4) 7,98 МэВ/нуклон; 5) 9,34 МэВ/нуклон; 6) 9,30 МэВ/нуклон; 7) 9,40 МэВ/нуклон; 8) 7,92 МэВ/нуклон; 9) 7,58 МэВ/нуклон]

Примечание: для решения задач 5.2 и 5.3 используйте массы протона и нейтрона (в а.е.м.): m_p = 1,00728; m_n

---