Pytania ze sprawdzianów

1. Atomy sodu mają dwa poziomy energetyczne oddzielone o ΔE=E2-E1=2,09 eV. Oblicz stosunek liczby atomów w stanie wzbudzonym o energii E2 do liczby atomów w stanie podstawowym E1, gdy para sodu ma temperaturę T=1000 K. Stała Boltzmanna ma wartość kB=1,38×10-23 J/K.

2. Układ atomów, z których każdy ma moment magnetyczny równy μB=9,3×10-24 J/T znajduje się w polu magnetycznym o indukcji B=0,2 T. W jakiej temperaturze liczba atomów, których moment magnetyczny ma zwrot zgodny z polem magnetycznym jest e=2,718 razy większa od liczby atomów, które mają moment magnetyczny zwrócony przeciwnie?

4. Czym różnią się fermiony od bozonów? Wymień przykłady cząstek, które są bozonami i tych, które są fermionami.

-Fermionu opisuje asymetryczna funkcja falowa układu cząstek.

Mają spin połówkowy

Np. elektron, pozyton, neutron

-Bozony opisuje symetryczna funkcja falowa układu cząstek.

Mają spin całkowity 0, 1, 2, 3 ….

Np. foton, pion, deuteron

6. Sformułuj zakaz Pauliego i pokaż, że obowiązuje on, gdy funkcja falowa układu cząstek identycznych zmienia znak po przestawieniu dwu cząstek.

Zakaz Pauliego:

Dla dwu cząstek w tym samym stanie a=b

Czyli gdy mamy dwie nierozróżnialne cząstki (ich funkcje falowe się nakładają) to cząstki nie mogą przyjąć tego samego stanu kwantowego.

Zakazowi Pauliego podlegają fermiony.

8. Posługując się funkcją gęstości stanów naszkicuj wykresy rozkładu liczby elektronów swobodnych w metalu w zależności od energii w temperaturze T1=0 K i T2=1000 K.

Dla T = 0 będzie Ef

Dla T = 1000 będzie Ef+2000k

Nie wiem, co tu więcej dodać za to było tylko 0,5

13. Posługując się modelem wodoropodobnym dla centrum domieszkowego oszacuj energię potrzebną do wzbudzenia nadmiarowego elektronu z atomu donoru do pasma przewodnictwa w krysztale germanu. Masa efektywna elektronu w paśmie przewodnictwa w germanie jest me *=0,12me, stała dielektryczna germanu jest εr=15,8. Energia jonizacji atomu wodoru jest EJ=13,6 eV.

14. Naszkicuj położenie pasm energetycznych i oblicz potencjał kontaktowy krzemowego złącza p-n. Poziom Fermiego w krzemie typu n leży 0,13 eV poniżej krawędzi pasma przewodnictwa, w krzemie typu p jest 0,08 eV powyżej krawędzi pasma walencyjnego, przerwa energetyczna jest Eg=1,11 eV.

To na pewno ten rysunek, ale co do obliczenia tego to Niewinem chyba ten wzór trzeba wykorzystać tylko jak bez temperatury i tych innych danych??

15. Przez krzemowe złącze p-n w temperaturze T=300 K płynie prąd o natężeniu I1=50 nA, gdy przyłożono napięcie V1= -0,4 V (polaryzacja w kierunku zaporowym). Jakie jest natężenie prądu I2, gdy przyłożono napięcie V2=+0,4 V (polaryzacja w kierunku przewodzenia)?

---