Элементы квантовых статистик и квантовой физики твердого тела

____ дефектоскопия позволяет обнаружить тончайшие трещины на поверхности деталей машин и других изделий

• Катодолюминесцентная
• Фосфоресцентная
• Фотолюминесцентная
• Электролюминесцентная
• Люминесцентная
• Рентгенолюминесцентная

А. Вольт установил, что если металлы привести в контакт последовательности, то каждый предыдущий при соприкосновении с одним из следующих зарядится положительно. Укажите последовательность металлов

• 6.
• Pt
• 8.
• Al
• 13.
• Au
• 7.
• Ag
• 4.
• Sn
• 9.
• Zn
• 5.
• Sb
• 2.
• Cu
• 3.
• Pb
• 10.
• Hg
• 11.
• Pd
• 1.
• Fe
• 12.
• Bi

Если привести в соприкосновение три разнородных проводника, имеющих одинаковую температуру, то разность потенциалов между концами разомкнутой цепи равна сумме ____ скачков потенциала во всех контактах

• простого множества
• арифметической
• алгебраической
• общей

Проводимость собственных полупроводников, обусловленная электронами, называется __________ проводимостью

• электронной
• дырочной
• отрицательной
• положительной

В атоме водорода ____ ввел квантовые постулаты, и это было началом развития квантовой физики атома

• Эйнштейн
• Бор
• Кюри
• Гейзенберг
• Планк
• Шредингер

С приближением к критической температуре уменьшается ____ магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость

• энергия
• сила
• напряженность
• эффект
• индукция

Явление Пельтье используется в термоэлектрических полупроводниковых холодильниках, созданных впервые в 1954 г. под руководством ____, и в некоторых электронных приборах

• С.И. Вавилова
• Н.Н. Боголюбова
• П.Л. Капицы
• Л.Д. Ландау
• А.А. Абрикосова
• А.Ф. Иоффе

Транзистор совершил революцию в области электронных средств связи и обеспечил создание быстродействующих ЭВМ с большим объемом памяти, благодаря своим преимуществам перед электронными лампами, а именно

• отсутствие накаливаемого анода
• большой КПД
• потребление большей мощности
• большой срок службы
• отсутствие необходимости в вакууме
• малые габаритные размеры
• отсутствие накаливаемого катода

Спад фотопроводимости в коротковолновой части полосы поглощения объясняется большой скоростью рекомбинации в условиях сильного поглощения в тонком поверхностном слое толщиной x ≈ 1 мкм — коэффициент поглощения ≈

• 107 м-1
• 109 м-1
• 106 м-1
• 108 м-1
• 104 м-1
• 105 м-1

Физическая природа сверхпроводимости была понята лишь в 1957 г. на основе теории (создана ____ в 1941 г.) сверхтекучести гелия. Теория сверхпроводимости создана американскими физиками Д. Бардином (р. 1908), Л. Купером (р. 1930) и Д. Шриффером (р. 1931) и развита Н.Н. Боголюбовым

Твердые тела, у которых энергетический спектр электронных состояний состоит только из валентной зоны и зоны проводимости, являются диэлектриками или полупроводниками в зависимости от ______ запрещенной зоны ΔE

• глубины
• длины
• уровней
• ширины

Время жизни атома в возбужденном состоянии совпадает с временем жизни электрона в этом состоянии

В транзисторе ток коллектора, соответствующий анодному току лампы, управляется напряжением на

• базе
• сетке
• катоде
• аноде

Чувствительность термопар выше, если их соединять последовательно — эти соединения называются

• термокомлексами
• термоблоками
• термосистемами
• термобатареями

Эффект Джозефсона используется для точного измерения очень слабых магнитных полей (до ____ Тл), токов (до 10-10 А) и напряжений (до 10-15 В)

• 10-20
• 10-19
• 10-21
• 10-16
• 10-18
• 10-15

Энергетические уровни электронов в атомах, находящихся в возбужденных состояниях, имеют конечную ширину , связанную с соотношением неопределенности для энергии и времени

С увеличением индукции внешнего магнитного поля, где находится сверхпроводник, имеющий форму бесконечного сплошного цилиндра (с осью, направленной по полю), до некоторого значения, называемого критическим, сверхпроводимость разрушается, и образец переходит в состояние

• исходное
• близкое к 1
• близкое к нулю
• нейтральное
• нормальное

В реальной кристаллической решетке происходит рассеяние “электронных волн” на неоднородностях, что и является причиной электрического сопротивления металлов. Рассеяние “электронных волн” на неоднородностях, связанных с тепловыми колебаниями, можно рассматривать, как столкновения электронов с

____ проводимости полупроводников с повышением температуры является их характерной особенностью

• Увеличение
• Резкое уменьшение
• Резкое увеличение
• Уменьшение

Электроны, входящие в куперовскую пару, имеют противоположно направленные

• импульсы
• заряды
• векторы
• спины
• действия

Функция распределения фотонного Бозе-газа может быть представлена так

Запирающий контактный слой обладает односторонней (вентильной) проводимостью, т. е. при приложении к контакту внешнего электрического поля он пропускает ток практически только в одном направлении либо из

• полупроводника в металл
• металла в диэлектрик
• диэлектрика в металл
• металла в полупроводник

Одним из наиболее широко распространенных полупроводниковых элементов является ____, имеющий решетку типа алмаза, в которой каждый атом связан ковалентными связями с четырьмя ближайшими соседями

• бор
• германий
• рубидий
• литий
• цезий

В отличие от исходных положений классической статистической физики, в которой тождественные частицы различимы (частицу можно отличить от всех таких же частиц), квантовая статистика основывается на принципе ____ тождественных частиц. При этом оказывается, что коллективы частиц с целым и полуцелым спинами подчиняются разным статистикам

Функция распределения есть не что иное, как плотность вероятности определенного состояния системы, поэтому она должна быть нормирована на единицу

• dW = f(q, p)dqdp = 1

Явление возбуждения термоэлектрического тока (явление ____), а также тесно связанные с ним явления Пельте и Томсона называются термоэлектрическими явлениями

• Стокса
• Капицы
• Дирака
• Ландау
• Мейснера
• Зеебека

Теория ____ объяснила расхождение опытных и теоретических (вычисленных на основе классической теории) значений теплоемкости твердых тел

• Капицы
• Ландау
• Ферми
• Боголюбова
• Дюлонга
• Дебая

В последние годы, особенно после создания теории сверхпроводимости, интенсивно развивается ___________ сверхпроводимость

• технологическая
• технотронная
• магнитная
• незатухающая
• техническая

Спектральная плотность объемной плотности энергии излучения выражена формулой

Фотон имеет целый спин ħ, и поэтому фотонный газ подчиняется статистике Бозе-Эйнштейна; последовательное применение этой статистики должно привести к формуле

• Ландау
• Дюлонга и Пти
• Дирака
• Ферми
• Планка
• Ферми-Дирака

С изменением температуры подвижность носителей меняется по сравнительно слабому степенному закону, а концентрация носителей — по очень сильному экспоненциальному закону — зависимость проводимости примесных полупроводников от температуры определяется температурной зависимостью ______________ тока в нем

• уровней носителей
• мощности носителей
• силы носителей
• концентрации носителей

Электрический ток через контакт двух металлов проходит так же легко, как и через сами металлы, т. е. контактный слой проводит электрический ток в обоих направлениях (1→2 и 2→1) одинаково и не дает эффекта выпрямления, который всегда связан с ____ проводимостью

Если сверхпроводящий образец поместить во внешнее магнитное поле, то в поверхностном слое металла появляется стационарный электрический ток, собственное магнитное поле которого имеет направление, прямо противоположное внешнему приложенному полю. В результате

• внутри сверхпроводника магнитное поле усиливается
• внутри сверхпроводника магнитное поле ослабевает
• индукция магнитного поля внутри будет отлична от нуля
• внутри сверхпроводника магнитное поле близко к нулю
• внутри сверхпроводника магнитное поле отсутствует

Удельная проводимость собственных полупроводников с повышением температуры

• уменьшается
• растет
• резко растет
• резко уменьшается

Сверхпроводящий ток, как и всякий ток, связан с магнитным полем, поэтому квантование тока означает, что и индукция магнитного поля также квантуется и может принимать только ряд _______ значений

• непостоянных
• чередующихся
• константных
• дискретных

Если уровни Ферми для двух контактирующих металлов не одинаковы, то между внутренними точками металлов наблюдается внутренняя контактная разность потенциалов, которая равна

Явное выражение функции распределения в самом общем виде получил американский физик Д. Гиббс; в квантовой статистике каноническое распределение Гиббса имеет вид

Согласно корпускулярно-волновому дуализму свойств вещества, упругим волнам в кристалле сопоставляют фононы, обладающие энергией

• E = 2hω
• E = mυr
• E = hω

С повышением температуры все большее число электронов переходит из донорных состояний в зону проводимости. Помимо этого возрастает и число тепловых флуктуаций, способных возбуждать электроны из ______ зоны

• запрещенной
• акцепторной
• донорской
• валентной

При возникновении излучения куперовские пары (они создают сверхпроводящий ток), проходя сквозь контакт, приобретают относительно основного состояния сверхпроводника избыточную энергию, возвращаясь в основное состояние, они излучают квант электромагнитной энергии

Распределение бозонов по энергиям вытекает из большого канонического распределения Гиббса при условии, что число тождественных бозонов в данном квантовом состоянии может быть любым

Если — химический потенциал электронного газа при Т = 0 К, то среднее число электронов в квантовом состоянии с энергией Е равно

В кристаллах расстояния между атомами столь мало малы ____, что происходит перекрытие их электрических полей

• L ~ d ~ 10-8 м
• L ~ d ~ 10-10 м
• L ~ d ~ 10-9 м
• L ~ d ~ 10-13 м
• L ~ d ~ 10-12 м
• L ~ d ~ 10-11 м

При высоких температурах уровень ____ имеет тенденцию смещаться вниз (сплошная кривая) к своему предельному положению в центре запрещенной зоны, характерному для собственного полупроводника

• Бора
• Ферми
• Вольта
• Стокса
• Мейснера
• Джозефсона

По длительности свечения условно различают

• триболюминесценцию
• фотолюминесценцию
• радиолюминесценцию
• катодолюминесценцию
• фосфоресценцию
• флуоресценцию
• рентгенолюминесценцию
• электролюминесценцию

Явление Зеебека не противоречит ____, так как в данном случае внутренняя энергия преобразуется в электрическую, для чего используется два источника теплоты (два контакта)

• закону Ома
• второму началу термодинамики
• первому закону Вольта
• второму закону Вольта
• первому началу термодинамики
• закону Джоуля-Ленца

Распределение Ферми-Дирака обычно записывается в виде

Рост примесной проводимости полупроводника с повышением температуры обусловлен в основном ростом ____ примесных носителей

• мощности
• концентрации
• энергии
• проводимости

Распределение электронов по различным квантовым состояниям подчиняется принципу ____, согласно которому в одном состоянии не может быть двух одинаковых (с одинаковым набором четырех квантовых чисел) электронов, они должны отличаться какой-то характеристикой, например направлением спина

Чтобы куперовскую пару разрушить (оторвать один из ее электронов), надо затратить некоторую энергию, которая пойдет на преодоление сил притяжения электронов пары. Такая энергия может быть в принципе получена в результате взаимодействия с

• протонами
• фононами
• бозонами
• фотонами
• позитронами