Контрольные задания по физике твердого тела




1. Найти число ближайших соседей в ОЦК, ГЦК и ПК решетках.

2. Показать, что кристаллическая решетка может иметь оси поворота лишь 1, 2, 3, 4, 6 порядков.

3. При кристаллизации NaCl образуется кристаллическая решетка μ = 58.46 г/моль, ρ = 2.167 г/см3. Найти постоянную решетки.

4. Чему равно число атомов в элементарной ячейке со структурой:

· ПК

· ГЦК

· ОЦК

5. Вывести формулу для объема элементарной ячейки.

6. Доказать, что произведение объема прямой решетки на объем обратной

решетки равно 1.

7. Вывести формулу для объема элементарной решетки через стороны и

углы между ними.

8. Определить объем элементарной ячейки через радиусы равновеликих

шаров, образующих плотнейшую упаковку для ПК решетки и рассчитать коэффициент компактности решетки.

9. Определить объем элементарной ячейки через радиусы равновеликих

шаров, образующих плотнейшую упаковку для ГЦК решетки и рассчитать коэффициент компактности решетки.

10. Определить объем элементарной ячейки через радиусы равновеликих

шаров, образующих плотнейшую упаковку для ОЦК решетки и

11. Определить объем элементарной ячейки через радиусы равновеликих

шаров, образующих плотнейшую упаковку для ГПУ решетки и

рассчитать коэффициент компактности решетки.

12. Доказать, что в кубическом кристалле любое направление [h, k, l]

перпендикулярно к плоскости (h, k, l).

1. Показать, что для случая простой кубической решетки формула Вульфа-

Брегга является следствием условия Лауэ.

14. Вывести формулу для расстояния между соседними плоскостями

в триклинной системе.

15. Вывести формулу для расстояния между соседними плоскостями

в моноклинной системе.

16. Вывести формулу для расстояния между соседними плоскостями

в ромбической системе.

17. Вывести формулу для расстояния между соседними плоскостями

в тетрагональной системе.

18. Вывести формулу для расстояния между соседними плоскостями

в гексагональной системе.

19. Вывести формулу для расстояния между соседними плоскостями

в кубической системе.

20. Появится ли в рентгенограмме линия, возникшая при отражении от

плоскостей (2,0,0) и (1,0,0) в ГЦК решетке.

21. Показать, что при рассеянии рентгеновских лучей атомами кристалла

с пространственной ОЦК решеткой в отражении на рентгенограмме не возникнет линий от плоскостей, у которых h+k+l число нечетное.

22. Показать, что при определении коэффициента термического расширения

рентгеновским методом более точные результаты получаются при

измерениях на линиях с большими брегговскими углами.

23. Какое максимальное количество линий может появляться на

рентгенограмме от простой кубической решетки с постоянной решетки

a=2.86*10-8 см, если измерение ведется на кобальтовом излучении с

λ=1.789*10-8 см.

24. Известно, что λ рентгеновского излучения с медного анода λсu= 1.537 А.

Эти лучи, попадая на кристалл алюминия, вызывают дифракцию от

Плоскостей (111) под брэгговским углом θ = 19.2º. Алюминий

кристаллизуется в ГЦК решетку, ρ(Al) = 2.699 кг/м3. Атомный вес

А = 26.98. Найти число Авогадро.

25. Кубическая простая решетка подвергнута растяжению [1,0,0]. Найти выражение для коэффициентов Пуассона через упругие постоянные.

26. Найти соотношения между модулями упругости и упругой податливости кубического кристалла.

27. Какие ограничения накладываются на значения упругой жесткости?

28. Рассмотреть распространение волн в направлении диагоналей грани куба в кубическом кристалле.

29. Определить значение дисперсии цепочки атомов, взаимодействующих только с ближайшими соседями с силой F = -βx, a – постоянная решетки, m – масса атомов.

30. Найти связь между α, χ, j, где

.

31. Определить по классической теории среднюю энергию гармонического осциллятора.

32. Определить число атомов в эл. сечении железа кубической системы.

33. ОЦК решетка состоит из атомов 1 сорта, имеющих радиус R. Пусть атомы касаются по диагонали куба. Определить плотность упаковки этой структуры.

34. Энергия взаимодействия соседних атомов в кристалле имеет вид U(r) = - α /r2 + β/r10, межатомное расстояние R = 3А, энергия связи Е = 4 эВ. Найти силы, стремящиеся вернуть атомы в положение равновесия при увеличении и уменьшении межатомного расстояния на 1%.

35. U(r) = - α /rn + β/rm. Доказать, что в общем случае m>n.

36. Определить значение постоянной Маделунга для одномерной решетки, состоящей из последовательно чередующихся положительных и отрицательных ионов.

37. Энергия ионного кристалла складывается из энергии кулоновского взаимодействия ионов и отталкивающего квантово-механического взаимодействия вида λ/r. Расстояние между ионами в состоянии равновесия равно R0. Найти энергию одномерной ионной решетки.

38. Вычислить постоянную Маделунга для бесконечно плоской сетки, состоящей из положительных и отрицательных ионов.

39. Показать, что модуль встроенного сжатия в кристалле NaCl k = |U0|mn/gV0. Дано, что молярный объем кристалла V0. Общая энергия взаимодействия между атомами U0, атомы взаимодействуют по закону

U(r) = -α/rn + β/rm.

40. В медном проводнике с S = 0.2 см2 течет ток I = 1A. Найти дрейфовую скорость.

41. В медном проводнике σ = 6*107 Ом -1м –1. Считая, что каждый атом отдает по одному электрону, найти время релаксации.

42. Германий – проводник р-типа. Определить его удельное сопротивление при концентрации дырок ρ = 3,1*1020 м –3.

43. Вычислить плотность носителей заряда в собственном Ge. Т = 300 К,

ρ = 0.47 Ом*м, μn = 0.38 м2/В*с, μр = 0.18 м2/В*с.

44. Вычислить скорость дрейфа электронов и дырок Ge при Е = 103 В/м.

45. Образец из полупроводника прямоугольной формы 0.2*0.2*0.05 см имеет концентрацию электронов n = 10-21 м-3. К нему приложено напряжение U = 20 B. Зная, что μn = 0.16 м2/В*с, μр = 0.04 м2/В*с, найти коэффициенты диффузии.

46. Показать, что электронная поляризуемость атомов в переменном электрическом поле частоты W равна α = g2/m(W02 – W2) в предположении, что внутреннее поле равно внешнему.

47. Атом с поляризуемостью α помещен в однородное электрическое поле с напряженностью Е. Показать, что энергия, запасенная в поляризованном атоме U = 1/2αE2.

48. Найти электрическое поле в центре сферической полости радиуса а однородно поляризованного диэлектрика.

49. Показать, что дипольный момент молекулы во внешнем электрическом поле не зависит от участия внутренних зарядов в тепловом движении.

50. Определить составляющую теплоемкости диэлектрика, обусловленную дипольной поляризацией.

51. Рассмотреть твердый диэлектрик, содержащий в 1 м3 N одинаковых атомов. Поляризуемость атомов [α] = Ф*м2. Полагая, что внутреннее поле равно полю Лоренца, вывести соотношение, связывающее диэлектрическую проницаемость и поляризуемость.

52. Рассмотреть с помощью полуклассической модели атом водорода в основном состоянии, помещенный в электрическое поле перпендикулярно к плоскости электронной орбиты. Показать, что в такой модели α = r3 (СГЭС).

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-15 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: