Все вопросы к экзамену по ФОЭ

1.1.Формула Планка Собственные моды электромагнитного поля в кубической полости. Их волновые ф-ции

1.2.Условияя Борна-Кармана и теорема Блоха в модели Кронига-Пенни Блоховские ф-ции.

2.1.Формула Планка. Изображение мод точками в пространстве волновых векторов. Распределение мод по частотам.

2.2.Вывод трансцендентного уравнения для энергий стационарных состояний в модели Кронига-Пенни приближенное решение его в случае сильной связи.

3.1.Формула Планка. Связь спектральной объемной плотности энергии и спектральной интенсивности равновесного излучения в полости.

3.2.Модель Кронига-Пенни с большим числом электронов. Уровень Ферми, валентная зона и зона проводимости. Электроны и дырки.

4.1.Формула Планка. Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы и вывод закона Рэлея Джинса.

4.2.Применение модели электронного газа в ящике для расчета плотностей уровней электронных и дырочных состояний на дне зоны проводимости и потолке валентной зоны.

5.1.Формула Планка. Квантование энергий мод. Среднее значение энергии классического квантового осциллятора в термостате.

5.2.Система свободных электронов металле. Ф-ция энергетической плотности одноэлектронных состояний. Формула связи энергии Ферми с концентрацией свободных электронов при нулевой температуре.

6.1.Вывод законов Стефана Больцмана и Вина из Формулы Планка

6.2.Термоэлектронная эмиссия. Работа выхода. Формула Ричардсона-Дэшмана.

7.1.Открытие электрона Дж.Дж Томпсоном. Катодно-лучевая трубка. Измерение скорости и отношения заряда к массе для электрона в пучке

7.2.Влияние Внешнего электрического поля на термоэлектронную эмиссию.

8.1.Измерние зависимости массы электрона от скорости Кауфманом для бета-лучей. Уравнение Минковского.

8.2.Элементарная теория дрейфа электронов и дырок в полупроводнике. Коэффициенты подвижностей электронов и дырок.

9.1.Измерение длинны волны электрона и сравнение ее с Дебройлевскогой длинной волны в эксперементе Дэвиссона-Джермера. Отражение электронного пучка от кристаллографических плоскостей и условие Вульфа-Брэггов.

9.2.Элементарная теория диффузии электронов и дырок в полупроводнике. Коэффициенты диффузии электронов и дырок.

10.1 Корпускулярно волновой дуализм фотонов. Эксперименты свидетельствующие о корпускулярной природе фотонов. Фотоэффект. Эффект Комптона.

10.2. Уравнение локальных балансов электронов и дырок в полупроводнике с учетом дрейфа и диффузии электронов и дырок и генерации и рекомбинации электронно-дырочных пар.

11.1.Основные этапы развития представления о природе света в XVII-XX вв. Корпускулярная теория. Волновая теория. Квантовая теория. Декарт. Ньютон. Гюйгенс. Юнг. Френель. Максвелл, Лоренц, Планк, Эйнштейн.

11.2.Энергия сродства акцепторной примеси спектр одноэлектронных состояний акцепторного полупроводника. Концентрация дырок и химический потенциад в равновесном акцепторном полупроводнике.

12.1.Формула Планка. Вывод из нее закона Стефана Больцмана и Вина.

12.2.ПН переход с приложенным внешним напряжением. Расчет вольтамперной характеристики.

13.1 Распределение Бозе-Эйнштейна. Элементарные и грубые ячейки. Применение метода неопределенных множителей Лагранжа. Нахождение множителей Лагранжа.

13.2.Теория транзистора с ПНП переходом. Токи Базы, эмиттера и коллектора. Использование транзистора как усилителя тока и как усилителя мощности.

14.1.Теория Бора атома водорода. Постулаты Бора. Боровское условие квантования и вычисление энергий стационарных состояний атома. Формула Бальмера. Сериальная формула

14.2.Применение модели электронного газа в ящике для расчета плотности уровней электронных и дырочных состояний на дне зоны проводимости и потолке валентной зоны

15.1.Открытие электрона Дж.Дж.Томпсоном. Измерение скорости электрона в катодных лучах отношение заряда электрона к массе.

15.2.Энергия ионизации донорной примеси. Спектр одноэлектронных состояний донорного полупроводника. Концентрация электронов и химический потенциал в равновесном полупроводнике.

16.1Соотношение неопределенностей. Копенгагенская интерпретация квантовой механики. Скрытые параметры. Теория ДЖ. Фон Неймона.

16.2.Равновесные концентрации электронов и дырок и химический потенциал в чистом полупроводнике.

17.1.Решение уравнение Шредингера для электрона в кубическом ящике с граничными условиями Борна-Кармана. Собственные ф-ции и собственные значения энергий стационарных состояний.

17.2.Энергия сродства акцепторной примеси. Спектр одноэлектронных состояний акцепторного полупроводника. Концентрация дырок и химический потенциал в равновесном акцепторном полупроводнике.

18.1.Спиновый момент импульса электрона. Эксперемент Штерна-Герлаха Принцип запрета Паули и заполнение электронами атомных электронных оболочек.

18.2.Уравнение локальных балансов электронов и дырок в полупроводнике с учетом дрейфа и диффузии электронов и дырок и генерации и рекомбинации электронно-дырочных пар.

19.1.ЗадаЧа о двойной потенциальной яме. Вывод и приближенное решение трансцендентного уравнения для энергии. Расщепление уровней отдельной ямы на пары уровней.

19.2.Электроемкость ПН перехода. Формула для емкости . Зависимость границ обедненного слоя Шокли от приложенного внешнего напряжения.

20.1 Решение одномерного уравнения Шредингера для свободного электрона. Вывод формул для уровней энергии и волновых ф-ций. Нормировка на дельта ф-цию Дирака. Волна де Бройля.

20.2. Равновесные концентрации электронов и дырок и химический потенциал в чистом полупроводнике.

21.1.Применение формулы Больцмана и метода неопределенных множителей Лагранжа к электронному газу в кубическом ящике для вывода распределения Ферми –Дирака.

21.2.ПН переход с приложенным внешним напряжением. Расчет вольтамперной характеристики.

22.1.Решение Уравнения Шредингера для одномерной прямоугольной потенциальной ямы с бесконечными стенками. Вывод формул для уровней энергии и нормированных волновых ф-ций.

22.2.Распределение концентраций электронов и дырок в равновесном ПН переходе. Вывод формулы для контактной разности потенциалов.

23.2.Распределение Максвелла-Больцмана. Вывод Больцмана. Ячейки в пространстве скорости отдельной молекулы. Числа заполнения . Использование метода неопределенных множителей Лагранжа. Формула Больцмана для энтропии.

23.2.Дырка в модели Кронига-Пенни .Групповая скоростью Равенство нулю электрического тока от полностью заполненной зоны. Эффективная масса дырки.

24.1.Решение уравнения Шредингера для электрона в кубическом ящике с граничными условиями Борна-Кармана. Собственные ф-ции и собственные значения энергий стационарных состояний.

24.2.Уравнение локальных балансов электронов и дырок в полупроводнике с учетом дрейфа диффузии электронов и дырок и генерации и рекомбинации электронно –дырочных пар.

25.1.Задача об одномерном прямоугольном потенциальном барьере. Формула для туннельной прозрачности барьера.

25.2.Электрон в модели Кронига Пенни. Волновой пакет. Групповая скорость. Уравнение второго закона ньютона Эввектиная масса электрона.

26.1.Задача об одномерной прямоугольной яме с бесконечными стенками. Решение уравнения Шредингера с применением условия квантования Зоммерфельда.

26.2.Теория транзистора с ПНП переходом. Токи базы, эмиттера и коллектора. Использование транзистора как усилителя тока и как усилителя мощности.

27.1.Вероятность состояния электронного газа и применение формулы Больцмана и метода неопределенных множителей Лагранжа для вывода распределения Ферми-Дирака для равновесного электронного газа.

27.2.Распределение концентраций электронов и дырок в равновесном ПН переходе. Вывод формулы для контактной разности потенциалов.

28.1.Решение уравнения Шредингера для двойной прямоугольной одномерной ямы с бесконечными стенками. Гомополярная химическая связь и зоны в спектре одноэлектронных состояний в твердом теле.

28.2.Контактная разность потенциалов двух металлов.Электрохимический потенциал. Формулы связи с разностью работ выхода и разностью энергий Ферми.

29.1.Решения уравнения Шредингера для двойной прямоугольной ямы с бесконечными стенками вывод и приближенное решение трансцендентного уравнения для энергии стационарных состояний в случае высокого потенциального барьера

29.2.Система свободных электронов в металле. Распределение Ферми-Дирака. Расчет электронной теплоемкости металла при низких температурах

30.1 Решение уравнения Шредингера для электрона в кубическом ящике с граничными условиями Борна-Кармана. Собственные ф-ции и собственные значения энергий стационарных состояний

30.2.Энергия ионизации донорной примеси. Спектр одноэлектронных состояний донорного полупроводника. Концентрация электронов и химический потенциал в равновесном донорном полупроводнике.