Ответы к экзамену: Теория - 2020/21

Ответы на теоретические вопросы. С поясняющими вставками из учебника Мартинсов, Смирнов.
Список вопросов:
Вопросы к экзамену по физике (2-й курс 4-й семестр)
1. Тепловое излучение. Интегральные и спектральные характеристики излучения. Закон Кирхгофа. Закон смещения Вина. Закон Стефана-Больцмана.
2. Дискретный характер испускания и поглощения излучения веществом. Формула Планка для равновесного теплового излучения.
3. Фотоэффект, его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Фотоны. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения.
4. Эффект Комптона. Дуализм волновых и корпускулярных свойств излучения.
5. Ядерная модель атома Резерфорда-Бора. Постулаты Бора. Энергетический спектр атома водорода в теории Бора.
6. Гипотеза де Бройля. Корпускулярно-волновой дуализм материи. Опыты по дифракции микрочастиц.
7. Волновая функция, ее вероятностный смысл и условия, которым она должна удовлетворять. Принцип суперпозиции в квантовой механике.
8. Уравнение Шредингера, его свойства. Вероятностная интерпретация волновой функции.
9. Стационарные состояния, их временная зависимость. Уравнение Шредингера для стационарных состояний.
10. Частица в одномерной потенциальной яме с бесконечно высокими стенками. Кван- тование энергии. Плотность вероятности нахождения частицы для различных состояний.
11. Частица в трехмерном потенциальном ящике. Энергетический спектр частицы. Понятие о вырождении энергетических уровней.
12. Движение микрочастицы в области одномерного потенциального порога. Случай “высокого” и “низкого” порога.
13. Прохождение частицы через потенциальный барьер. Туннельный эффект. Сканирующий туннельный микроскоп.
14. Уравнение Шредингера для гармонического осциллятора, анализ его решений.
15. Основные постулаты квантовой механики. Представление физических величин операторами. Собственные функции и собственные значения операторов, их связь с результатами измерений.
16. Основные постулаты квантовой механики. Представление физических величин операторами. Вычисление средних значений физических величин.
17. Основные постулаты квантовой механики. Вероятностный характер результатов измерений в квантовой механике.
18. Условия возможности одновременного измерения разных физических величин в квантовой механике. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
19. Уравнение Шредингера для атома водорода. Квантовые числа, их физический смысл.
20. Собственные механический и магнитный моменты электрона. Опыт Штерна и Герлаха.
21. Спонтанное и индуцированное вынужденное излучение. Коэффициенты “А” и “В” Эйнштейна.
22. Принцип работы лазера. Особенности лазерного излучения. Основные типы лазеров, их применение.
23. Принцип неразличимости тождественных частиц в квантовой механике. Симметричные и антисимметричные состояния тождественных микрочастиц. Фермионы и бозоны. Принцип Паули.
24. Статистика Бозе-Эйнштейна. Функция распределения Бозе-Эйнштейна. Свойства идеального газа бозе-частиц.
25. Статистика Ферми-Дирака. Функция распределения Ферми-Дирака. Вырожденный электронный газ. Энергия Ферми.
26. Квантовые распределения Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Их предельный переход в классическое распределение Максвелла-Больцмана.
27. Электроны в периодическом поле кристалла. Образование энергетических зон. Структура зон в металлах, полупроводниках и диэлектриках.
28. Собственная проводимость полупроводников. Температурная зависимость собственной проводимости полупроводников. Уровень Ферми в чистых полупроводниках.
29. Примесная проводимость полупроводников. Полупроводники p- и n- типа. Уровень Ферми в примесных полупроводниках.
30. Примесная проводимость полупроводников. Уровень Ферми примесного полупроводника n-типа. Температурная зависимость проводимости примесного полупроводника n-типа. Примесная проводимость полупроводников. Уровень Ферми примесного полупроводника p-типа. Температурная зависимость проводимости примесного полупроводника p- типа.
31. Фотопроводимость полупроводников. Процессы генерации и рекомбинации носителей заряда.
32. Эффект Холла в полупроводниках, его практическое применение.
33. Контактные явления в полупроводниках. P-n переход, его вольтамперная характеристика. Выпрямляющие свойства p-n-перехода.
34. Элементарные частицы, их основные характеристики. Симметрия и законы сохранения в мире элементарных частиц.
35. Элементарные частицы. Виды взаимодействий элементарных частиц. Классификация частиц. Лептоны и адроны. Кварковая структура адронов.
36. Структура атомного ядра. Характеристики ядер: заряд, масса, размеры, энергия связи. Свойства и обменный характер ядерных сил.
37. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада. Виды радиоактивных излучений. Активность.