Практическое занятие по физике

Электродинамика
Электрический заряд
Электрическое поле в вакууме
Работа электрических сил
Потенциал электростатического поля
Графическое изображение электростатического поля
Практическое занятие по физике
Тепловое излучение
Специальная теория относительности

Законы фотоэффекта

Теория атома водорода по Бору
Волновые свойства микрочастиц
Контрольная работа № 1
Уравнение Шредингера
Квантовая модель атома водорода
Многоэлектронные атомы. Принцип Паули

Квантовая теория свободных электронов в металле

Нерелятивистская квантовая механика
Атомное ядро. Закон радиоактивного распада.
Изучить экзоэнергетические реакции деления и синтеза.
Лекции и конспекты по физике

Векторы электромагнитного поля

Закон электромагнитной индукции
Теорема Гаусса в дифференциальной форме
Векторные операции в различных системах координат
Силовые линии и эквипотенциальные поверхности
Граничные условия на поверхности раздела двух диэлектриков.
Поле внутри проводящего тела в условиях электростатики
Плоскопараллельное поле
Ёмкость
Поле и ёмкость параллельных несоосных цилиндров
Формулы Максвелла
Ротор (вихрь)
Электрическое поле в проводящей среде
Магнитное поле постоянных токов
Расчет магнитных экранов
Энергия магнитного поля
Переменное электромагнитное поле в неподвижной среде
Плоская волна в проводящей среде
Теорема Умова-Пойнтинга
Поверхностный эффект
Атомная физика
Атомные ядра

РАДИОАКТИВНОСТЬ

ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
ФИЗИКА ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ
 

Практическое занятие № 11.

Тема: Квантовая теория свободных электронов в металле.

Цель занятия: Изучить особенности квантовой теории теплоёмкости.

Время, отведённое на проведение занятия 2 часа.

Порядок проведения занятия:

вывести формулы для расчёта теплоёмкости в теории Дебая;

решить самостоятельно предложенные задачи;

опрос по теории.

Основные теоретические положения.

Теория теплоемкости Дебая.

Электронный газ в металлах.

Распределение Бозе-Эйнштейна.

Распределение Ферми-Дирака.

Типовые задачи

Вычислить число стоячих волн в объеме L в интервале от w до dw

Условие образования стоячей волны вдоль оси X:

 


В твердом теле могут одновременно распространяться

продольная и 2 поперечных волны. Если в единице объема n атомов, то как связана величина wmax с n ?

 

Вычислить внутреннюю энергию единичного объема кристалла.

- энергия нулевых колебаний в кристалле.

Определить теплоемкость единицы объема кристалла.

;

Найти С для случаев T >>  и T << .

  - температура Дебая

а) Т << >> 1

б) T >>

Задачи для самостоятельного решения.

Вычислить удельную теплоемкость цинка по классической теории m = 91 кг/кмоль.

Вычислить по классической теории удельную теплоемкость Cu2O.

Определить относительную погрешность, если вместо С по Эйнштейну использовать классическое значение С. Считать, что T = .

Вычислить удельную теплоемкость селена при T1 = 3 K и

T2 = 300 K.

;<< qД

Определить максимальную энергию фотона в кристалле, для которого . Какое количество фотонов с максимальной энергией возбуждается в среднем при 300K?

Теоретические вопросы:

Записать классическое распределение Больцмана.

Какие частицы называют бозонами и фермионами?

Какие частицы – бозоны или фермионы подчиняются принципу Паули?

Записать распределение Бозе-Эйнштейна.

  - среднее число бозонов b состоянии с энергией Еi, m - химический потенциал (определяется только температурой и плотностью числа частиц).

Записать распределение Ферми – Дирака.

Представить распределение Ферми – Дирака графически.

Что означает термин “вырождение”?

Электронный газ в металле является вырожденным или невырожденным при комнатной температуре?

Что такое энергия Ферми и поверхность Ферми?

Атомное ядро. Закон радиоактивного распада