WWW.NET.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет ресурсы
 

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет - УПИ СТАТИСТИКА ФЕРМИ-ДИРАКА. ПОЛУПРОВОДНИКИ Вопросы для программированного ...»

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет - УПИ

СТАТИСТИКА ФЕРМИ-ДИРАКА. ПОЛУПРОВОДНИКИ

Вопросы для программированного контроля по физике

для студентов всех форм обучения всех специальностей

Екатеринбург 2006

УДК 530(075.8)

Составители А.А.Повзнер, Г.В.Сакун, З.А.Истомина

Научный редактор доц., канд. физ.-мат. Наук А.Г.Волков

СТАТИСТИКА ФЕРМИ-ДИРАКА. ПОЛУПРОВОДНИКИ: Вопросы для

программированного контроля по физике/ А.А.Повзнер, Г.В.Сакун, З.А.Истомина. Издание дополненное и переработанное. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006, 24с.

Приведены 21 вариант вопросов для программированного контроля знаний при изучении темы «Статистика Ферми-Дирака. Полупроводники».

Вопросы соответствуют действующей рабочей программе по физике, могут быть использованы для студентов всех форм обучения всех специальностей.

Подготовлено кафедрой физики Рукопись редактирована и подготовлена к изданию с помощью электронных настольных издательских систем в Региональном Центре Новых Информационных Технологий УГТУ-УПИ © ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет - УПИ, 2006 Статистика Ферми – Дирака. Электроны в металлах.

Вопросы для программированного контроля по физике.

10.1. Квантовая статистика Ферми – Дирака применима… 1 …к частицам, подчиняющимся принципу Паули.

2 …только к электронам в металле.



4 …к неразличимым частицам с полуцелым спином.

8 …к равновесному распределению квантовых частиц – фермионов.

Какие утверждения вы считаете правильными?

10.2. На рисунках приведены графики зависимости функции распределения f (E ) Ферми – Дирака при Т=0К для электронов в различных металлах.

Укажите номер графика того металла, который обладает наибольшей концентрацией свободных электронов.

f (E ) f (E ) f (E ) f (E ) 6ЕFЕ,эВ 0 0 2 4 ЕF 6 Е,эВ 0 2 4ЕF 6 Е,эВ 0 24 24 6ЕF Е,эВ 10.3. Формула функции распределения записана в виде f (E, T ) = E E, где e KT + Е – энергия частицы, Ео – энергия Ферми, К – постоянная Больцмана, Т – абсолютная температура.

Постоянная может принимать целочисленные значения:

1 =0. 4 =+1.

2 =-1. 8 1.

Укажите номер значения, которое соответствует функции распределения Ферми – Дирака.

10.4. В шестимерном фазовом пространстве различным состояниям квантовых частиц соответствуют различные

–  –  –

11.1. Какие из приведённых утверждений вы считаете правильными?

1 Квантовая статистика изучает свойства вырожденных коллективов частиц.

2 Квантовая статистика применима только к коллективам тождественных частиц.

4 В статистике Ферми – Дирака частицы подчиняются принципу Паули.

8 Могут быть случаи, когда коллектив квантовых частиц описывается классической статистикой.

11.2. На графике функции распределения Ферми – Дирака при Т=0К произвольными цифрами обозначены соответствующие величины.

–  –  –

11.3. Ниже приведены значения функции распределения Ферми – Дирака, соответствующие одной и той же энергии W=0,95Ф, для некоторого металла (Ф – энергия Ферми).

Укажите, в каком случае температура этого металла наибольшая.

1 f (0,95Ф)=1.

2 f (0,95Ф)=0,9.

4 f (0,95Ф)=0,8.

8 f (0,95Ф)=0,75.





11.4. Плотность электронных состояний в металле зависит от… 1 …массы электрона.

2 …спина электрона.

4 …заряда электрона.

8 …энергии электрона.

Какие утверждения вы считаете правильными?

11.5. Согласно модели свободных электронов для металлов в пространстве импульсов… 1 …плотность электронных состояний возрастает с увеличением импульса частицы.

2 …объём, заключённый внутри поверхности Ферми, зависит от концентрации частиц.

4 … объём, заключённый внутри поверхности Ферми, всегда постоянен.

8 …плотность электронных состояний возрастает с увеличением энергии частиц.

Какие утверждения вы считаете правильными?

–  –  –

12.1. На какие вопросы о статистике Ферми – Дирака вы ответите «да»?

Применима ли эта статистика… 1 …к тождественным (неразличимым) частицам?

2 …только к частицам с полуцелым спином s=1/2, 3/2…?

4 …только к заряженным частицам?

8 …к для описания равновесного состояния?

–  –  –

12.3. Укажите ошибочное утверждение о поверхности Ферми 1 Значения энергии электронов, импульсы которых соответствуют разным точкам поверхности Ферми, различны.

2 Всем точкам поверхности Ферми соответствует одинаковая кинетическая энергия электронов.

4 В Поверхность Ферми в модели свободных электронов в пространстве импульсов имеет форму сферы.

8 Объём, охватываемый поверхностью Ферми, зависит от концентрации свободных электронов.

–  –  –

13.1. На какие вопросы вы ответите «да»?

1 Может ли функция распределения Ферми – Дирака принимать любые значения?

2 Верно ли, что энергия свободных электронов в металле при Т=0К отлична от нуля?

4 Верно ли, что при Т0К уровни, лежащие ниже уровня Ферми, заполняются с большей вероятностью, чем верхние?

8 Применима ли статистика Ферми – Дирака для микрочастиц с любым спином?

13.2. В каком из перечисленных случаев температура заданного металла наибольшая?

1 f (0,98Ф)=0,95.

2 f (0,96Ф)=0,95.

4 f (0,94Ф)=0,95.

8 f (0,92Ф)=0,95.

13.3. Верно ли, что… 1 …функция распределения Ферми – Дирака определяет заполнение электронами определённых квантовых состояний?

2 …энергетический спектр электронов в металле является непрерывным?

4 …можно точно указать координаты электронов, импульсы которых лежат на поверхности Ферми?

8 …плотность электронных состояний зависит от энергии?

На какие вопросы вы ответили «да, верно»?

13.4. На рисунках изображены графики различных функций, описывающих газ свободных электронов в металлах. Обозначения вертикальных осей не указаны.

0 Е 0 Е 0 Е 0 Е На каком рисунке изображена функция распределения Ферми – Дирака при Т=0К?

13.5. Электронный газ является невырожденным, если… 1 …его температура ниже температуры Ферми.

2 …число электронов Ni значительно меньше числа различных квантовых состояний zi.

4 …средняя плотность заполнения состояний электронами значительно меньше 1.

8 …средняя энергия электронов является функцией температуры..

Какие утверждения вы считаете правильными?

–  –  –

14.1. Функция распределения Ферми – Дирака записана в математической N форме f = i. В этой формуле… zi 1 … zi определяет число квантовых состояний с заданной энергией.

2 … zi зависит от температуры.

4 … zi зависит от энергии.

8 … zi может быть меньше числа тождественных частиц N i Какие утверждения вы считаете правильными?

14.2. Укажите, какие утверждения применительно к металлам вы считаете правильными?

1 Функция распределения Ферми – Дирака определяет вероятность заполнения электронами определённых квантовых состояний.

2 При Т=0К вероятность заполнения квантовых состояний с энергиями больше энергии Ферми равна нулю.

4 При Т0К вероятность заполнения уровня Ферми равна 1/2.

8 При Т=0К вероятность заполнения всех квантовых состояний с энергиями меньше энергии Ферми одинакова.

14.3. Ниже приведены значения функции распределения Ферми – Дирака, соответствующие одной и той же энергии W=0,95Ф, для некоторого металла (Ф – энергия Ферми).

Укажите, в каком случае температура этого металла наибольшая.

1 f (0,95Ф)=1.

2 f (0,95Ф)=0,9.

4 f (0,95Ф)=0,8.

8 f (0,95Ф)=0,75.

14.4. Согласно модели свободных электронов для металлов … 1 … в пространстве импульсов изоэнергетическая поверхность имеет форму сферы.

2 …энергетический спектр электронов является дискретным.

4 … плотность электронных состояний возрастает с увеличением импульса частиц.

8 …абсолютные значения импульсов всех электронов, обладающих энергией Ферми, одинаковы.

Какие утверждения вы считаете правильными? Укажите сумму их номеров.

–  –  –

14.6. Оцените величину энергии Е (в долях энергии Ферми ЕF), если известно, что при Т=0К количество электронов, имеющих энергию, больше и меньше этой энергии Е, одинаково.

1 0,50 ЕF. 2 0,60 ЕF. 4 0,65 ЕF. 8 0,70 ЕF.

Статистика Ферми – Дирака. Электроны в металлах.

Вопросы для программированного контроля по физике.

15.1. Верно ли, что статистика Ферми – Дирака применима… 1 …к частицам, подчиняющимся принципу Паули.

2 … к равновесному распределению квантовых частиц – фермионов.

4 … только к электронам в металле.

8 … только к коллективам тождественных частиц.

На какие вопросы вы ответили «да, верно»?

15.2. Какой из графиков соответствует металлу с наибольшей концентрацией свободных электронов? Укажите его номер.

–  –  –

15.3. Ниже приведены значения функции распределения Ферми – Дирака, соответствующие одной и той же энергии Е=0,9ЕF, для некоторого металла (ЕF – энергия Ферми).

Укажите, в каком случае температура этого металла наибольшая.

1 f (0,9 ЕF)=0,75.

2 f (0,9 ЕF)=0,8.

4 f (0,9 ЕF)=1.

8 f (0,9 ЕF)=0,95.

15.4. Плотность электронных состояний в металле зависит от… 1 …массы электрона.

2 …спина электрона.

4 …заряда электрона.

8 …энергии электрона.

Похожие работы:

«СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА ГАЗОСНАБЖЕНИЕ СНиП 3.05.02-88* Издание официальное РАЗРАБОТАНЫ институтом Гипроннигаэ Минжилкомхоза РСФСР (канд. экон. наук В.Г. Голик, канд. техн. наук М.С. Куприянов; Г.П. Чирчинская) с участием Мосгазниипроекта Мосгориспо...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ ПОСТОЯННЫЙ ТОК Вопросы для программированного контроля по физике для студентов всех форм обучения всех специальностей...»

«Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО "Уральский государственный технический университет – УПИ" Институт образовательных информационных технологий Методическое объединение вузовских библиотек Уральской зоны Зональная научная библиотека ГОУ ВПО УГТУ-УПИ Библиот...»








 
2017 www.net.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.