Адрес e-mail:

Программа 2017

Экзаменационные билеты по курсу «Основы современной физики», поток ФОПФ, 2016-2017 уч.год.

1. Дифракция Вульфа-Брэгга, обратная решётка, брэгговские плоскости, зона Бриллюэна.
2. Рентгеновские и нейтронные методы исследования кристаллических структур. Метод Лауэ и метод Дебая-Шерера.
3. Неупругое рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов: законы сохранения и геометрия опыта с трёхосным дифрактометром.
4. Целочисленный квантовый эффект Холла: основные экспериментальные факты, метрологическое значение, связь условий наблюдения квантового эффекта Холла с заполнением уровней Ландау.
5. Кристаллические структуры твёрдых тел, трансляционная симметрия кристаллов, решётка Бравэ, элементарная и примитивная ячейки (на примере ГЦК решётки), ячейка Вигнера-Зейтца, базис.
6. Критическая плотность тока в сверхпроводнике, связь её величины с критерием Ландау.
7. Физическая причина появления зон разрешённых и запрещённых значений энергии для электрона в кристалле. Модели слабой и сильной связи: постановка задачи и качественный результат.
8. Электрон-дырочные возбуждения в собственном полупроводнике. Распределение электронов и дырок в зоне проводимости и в валентной зоне. Понятие об эффективной массе закона дисперсии.
9. Донорные и акцепторные уровни в полупроводниках. Оценка энергии мелкого донорного уровня.
10. Правило Матиссена. Температурная зависимость электропроводности при высоких температурах.
11. Электропроводность металлов. Формула Друде-Лоренца. Температурная зависимость электропроводности при низких температурах.
12.Модель свободных электронов: импульс, скорость и энергия Ферми, температура вырождения. Критерий слабости взаимодействия электронов.
13.Роль кристаллической решётки в явлении сверхпроводимости, изотоп-эффект, куперовское спаривание. Нулевой импульс пары, s-спаривание.
14. Колебания моноатомной цепочки, понятие о квазиимпульсе. Дискретность квазиимпульса как следствие периодических граничных условий. Плотность фононных состояний.
15. Понятие о ферми-жидкости. Электроны и дырки в ферми-жидкости как квазичастицы. Неприменимость модели ферми-жидкости в одномерном случае.
16. Энергетическая диаграмма p-n перехода, распределение заряда на p-n переходе при T=0. p-n переход во внешнем электрическом поле и его вольт-амперная характеристика (качественно).
17. Явление сверхпроводимости: критическая температура, эффект Мейснера, лондоновская глубина проникновения.
18. Решёточная теплоёмкость. Модель Эйнштейна и Дебая, температура Дебая.
19. Спиновые волны в ферромагнетике: закон дисперсии, закон 3/2 Блоха.
20.Характер заполнения энергетических зон электронами при нулевой и конечной температуре: проводники, изоляторы, полупроводники, полуметаллы.
21. Квантование магнитного потока в сверхпроводниках.
22. Решёточная теплопроводность при низких температурах.
23.Сверхтекучесть гелия-4, основные экспериментальные факты: теплопроводность, вязкость, спектр возбуждений. Критерий Ландау, критическая скорость Ландау.
24.Уровни Ландау в двумерном электронном газе в квантующем магнитном поле: энергии уровней, ёмкость уровней Ландау.
25. Виды магнитного упорядочения: ферромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики. Роль обменного взаимодействия. Закон Кюри-Вейса.
26. Расчёт концентрации электронов и дырок в собственном полупроводнике. Статфакторы зон. Условие электронейтральности и положение уровня химпотенциала (уровня Ферми) в собственном полупроводнике.
27.Колебания двухатомной цепочки. Акустическая и оптическая ветви колебаний. Количество акустических и оптических мод.
28.Термодинамика сверхпроводника: термодинамическое критическое поле, скачок теплоёмкости.
29. Решёточная теплопроводность при высоких температурах. Процессы переброса.
30. Сверхпроводники I и II рода: критические поля, проникновение магнитного поля в сверхпроводник. Абрикосовские вихри.
31.Вклад электронов в теплоёмкость металлов и его температурная зависимость, соотношение с решёточной теплоёмкостью.
32.Концентрация носителей в примесных полупроводниках и «правило рычага». Температурная зависимость химпотенциала примесного полупроводника (качественно).
33.Электронная теплопроводность. Качественное различие механизмов релаксации энергии и импульса электронов в процессах теплопроводности и электропроводности, закон Видемана-Франца.
34. Энергетические диаграммы для квазичастичного тока и вольт-амперные характеристики туннельного контакта металл-металл, металл-сверхпроводник и сверхпроводник-сверхпроводник.
35. Туннелирование куперовских пар, стационарный и нестационарный эффект Джозефсона.
36. СКВИД: связь сверхпроводящего тока с потоком магнитной индукции через контур СКВИДа. Применение СКВИД-сенсора в качестве чувствительного датчика нуля.
37. Формирование двумерного электронного газа в гетероструктурах и МОП-транзисторах. Энергетические диаграммы и «изгиб зон», характерные поверхностные плотности заряда.
38. Квантование проводимости одномерного проводника в баллистическом режиме.
39.Движение электрона в неквантующем магнитном поле. Свойства траектории в k-пространстве, период обращения, циклотронная масса. Качественное представление о циклотронном резонансе.
40. Парамагнетизм и диамагнетизм атомов.
41.Формирование двумерного электронного газа над поверхностью жидкого гелия. Наблюдение состояния вигнеровского кристалла.
42. Термодинамическая неустойчивость одномерных и двумерных кристаллов

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li soc-yt
Яндекс.Метрика