Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт icon

Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт


Смотрите также:
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...



Загрузка...
скачать

СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ




Система менеджмента качества

Образовательный стандарт

высшего профессионального образования АлтГТУ.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА»


Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова

Предисловие


1) РАЗРАБОТАН КАФЕДРОЙ ФИЗИКИ И ТЕХНОЛОГИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ


2) В стандарте использованы следующие нормативные документы:

- Государственный образовательный стандарт по специальностям 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов», утвержденный 27 марта 2000 г. приказом 686, регистрационный номер 254 тех/дс.


3) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ;


СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения 1

2 Нормативные ссылки 2

3 Цели и задачи дисциплины 2

3.1 Характеристика предмета изучения 3

3.2 Цели и задачи дисциплины применительно к конкретной специальности

3.3 Место дисциплины в учебном процессе 3

3.4 Требования к знаниям умениям и навыкам 3

Содержание дисциплины и условия ее реализации 4

4.1 Рабочая программа дисциплины

4.2 Использование технических средств обучения и вычислительной техники. Программное обеспечение дисциплины. 8

4.3 Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине 8

4.4 Элементы научного поиска при изучении дисциплины 8

Приложение А «Контролирующие материалы по дисциплине» 9

Приложение Б «Памятка по дисциплине» 20


^ СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ




Система менеджмента качества

Образовательный стандарт

высшего профессионального

образования АлтГТУ. Введен

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ впервые

^ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА»___________________

наименование дисциплины


Дата введения 2005-03-21

(год, месяц, число)


УТВЕРЖДАЮ


Начальник УМУ АлтГТУ


Е.В. Павловский

подпись расшифровка подписи


Дата_____________________

число, месяц, год


^




1 Область применения





    1. Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию, структуре, объему дисциплины «Физика твердого тела», условиям ее реализации в АлтГТУ.

    2. Действие стандарта распространяется:

  • на студентов, обучающихся по специальности 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов»;

  • на преподавателей и сотрудников кафедры ФиТКМ.
^

2 Нормативные ссылки



В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие государственные стандарты и стандарты АлтГТУ.

ГОСТ Р 1.5-92 ГСС РФ. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов.

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 8.417 –81 ГСИ. Единицы физических величин.

СТП 12 310-04 Образовательный стандарт учебной дисциплины. Общие требования к структуре, содержанию и оформлению;

СТП 12 100–02 Образовательный стандарт высшего профессионального образования АлтГТУ. Требования к фонду квалификационных заданий и тестов.


^ 3. Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины – сформировать у студентов определенную систему знаний и навыков в понимании строения и структуры твердых тел, знании основных физических явлений и эффектов и понимании возможности применения данных эффектов в работе, связанной с изучением свойств композиционных материалов.

Указанная цель достигается за счет углубленного изучения теоретических положений основ физики твердого тела и проведения лабораторных работ.


^ 3.1 Характеристика предмета изучения

Курс «Физика твердого тела» является одним из базовых курсов подготовки студентов, читается во 5 семестре.


3.2 Цели и задачи дисциплины применительно к конкретной специальность

Цель преподавания дисциплины – сформировать у студентов определенную систему знаний и навыков в понимании основных физических законов, знании основных физических явлений и эффектов и понимании возможности применения данных эффектов в работе, цель достигается за счет углубленного изучения теоретических положений и проведения лабораторных работ.


^ 3.3 Место дисциплины в учебном процессе

Дисциплина «Физика твердого тела» опирается на разделы:

- высшей математики, физики, неорганической химии

Данная дисциплина является одним из основных курсов инженерной подготовки студентов специальности 101000 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов».

Изучается в 5 семестре.


^ 3.4 Требования к знаниям, умениям и навыкам.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

знать:

  • взаимосвязь физических явлений в твердых телах

  • виды и содержание экспериментальных исследований.


^ 3.5 Паспорт дисциплины

Кафедра физики и технологии композиционных материалов

Дисциплина

ЕН.Р.01 «Физика твердого тела»

Статус дисциплины обязательная

Специальности

150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных

материалов»

150601 «Материаловедение и технология новых материалов»

^ Форма обучения очная

Общий объем дисциплины 119 часов


Распределение по семестрам





Учебные занятия












в том числе

Число

Форма

семес-

Общий

аудиторные

СРС

расч.

итог.

тра

объем

Лекции

Лаборат.

Практич.




заданий

аттест.

5

119

34

17




68




зач.



4. Содержание дисциплины и условия ее реализации.

^ 4.1 Рабочая программа дисциплины

. Лекции




темы

Тема лекции

Кол-во

часов

Литература

1.

Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса, ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

2

[4]-c.316-327

[2]-с.241-252

[3]-с.333-343

2.

Кристаллическая решетка. Примитивная, базис, индексы Миллера. Сингонии.

4

[4]-с.347-380

[2]-с.252-264

[3]-с.347-361

3.

Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Методы Лауэ, Дебая. Дифракция нейтронов. Дифракция электронов.

3

[4]-с.381-427

[2]-с.265-278

[3]-с.361-377

4.

Несовершенства и дефекты решетки. Мозаическая структура, дефекты по Френкелю, по Шоттки.

3

[4]-с.428-451

[2]-с.284-292

[3]-с.387-400

5.

Антиструктурное разупорядочение. Растворы внедрения и замещения.

2

[4]-с.452-466

[2]-с.278-284

[3]-с.377-385

6.

Закон Гука. Упругая и пластическая деформации. Дислокации. Теоретическая и реальная прочность кристаллов. Пути повышения прочности твердых тел.

5

[5]-с.

[2]-с.292-307

[3]-с.400-410

7.

Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Закон Эйнштейна. Фононы. Закон Дебая.

Теплопроводность ТВ. Тел.

4

[5]-с.

[2]-с.314-330

[3]-с.422-444

8.

Элементы физической статистики. Термодинамический и статистический способы описания ансамблей частиц.

4

[5]-с.

[2]-с.330-348

[3]-с.444-466

9.

Квантовые статистики. Статистики Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Фермионы. Бозоны. Фононы.


2

[5]-с.

[2]-с.349-355

[3]-с.488-498

10.

Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

2

[5]-с.

[2]-с.355-374

[3]-с.512-525

11.

Эффекты Холла, Эттингсгаузена. Полупроводниковые диод, транзистор, тиристор.

2

[5]-с.

[2]-с.375-414

[3]-с.532-547

12

Сверхпроводимость.

1







Итого

34






2. Лабораторные работы.



темы

Название лабораторной работы

Кол-во

часов

Литература

1.

Изучение роста кристаллов.

2

[10]-с. 89-100

2.

Определение структуры твердых тел методом рентгеноструктурного анализа

5

[10]-с.15-20

3.

Определение работы выхода электронов из металлов и полупроводников

4

[10]-с.20-25

4.

Изучение эффекта Холла в полупроводниках

4

[10]-с.25-28

5

Изучение люминесценции кристаллофосфоров

2







Итого

17






Литература и учебно-методические материалы

Основная литература.

  1. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. М. Высшая школа. 1998.-289с. (23)

  2. Бушманов Б.Н., Хромов Ю.А. Физика твердого тела. М. Высшая школа. 1997.-224 с. (6)

  3. Ашкрофт Н., Мермнн Н. Физика твердого тела. М. Мир, т.1,2. 1989. (4)

  4. Жданов Г.С. Физика твердого тела. Издательство МГУ, 1962.-506 с (3)

  5. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. М. Мир, 1966.-530 с.. (5)


Дополнительная литература.

  1. Голдсмит Г.Дж. Задачи по физике твердого тела. М Наука. 1996.-432 с. (2)

7. В.П.Фадин., Н.А.Александров. Сборник задач по физике.- Томск., ТГУ.- 1967. (8)

8. Д.И.Сахаров. Сборник задач по физике.- М.: Просвещение.- 1973.(14)


Учебно-методическая карта дисциплины «Физика твердого тела».

График аудиторных занятий и самостоятельной работы

5-й семестр

Вид

Недели семестра

работы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

114

115

116

117

Лекции

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

х


Лабораторные работы

х




1




2




2




3




4




44




х

55

х





. График учебного процесса студентов






Наименован

ие

Виды и объем аудит. занятий по уч. плану (в часах).

Виды и объем самостоятельной работы (в часах).





дисциплин

ы


Л


ЛР


П

Всего

за

Подготовка к очередным занятиям

Подготовка к текущему занятию

Инд. задание

Всего

за
















семестр.

Л

ЛР

П

К

КР

РЗ

семестр

Физика твердого тела, 5-й семестр.

34

17




51

17

51










24

68



^

5 Использование технических средств обучения и вычислительной техники. Программное обеспечение дисциплины


При чтении лекционного материала используются демонстрации физических опытов, а также ЭВМ и программное обеспечение.
^

6 Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине


Для обеспечения выполнения студентами самостоятельного изучения теоретических вопросов предложена основная и дополнительная литература.

Для решения индивидуальных заданий на практических занятиях выдаются типовые примеры решения задач, проводятся консультации не реже 1 раз в 2 недели.

Для подготовки к лабораторным занятиям по дисциплине используются методические пособия, разработанные на кафедре ФиТКМ .
^

7 Элементы научного поиска при изучении дисциплины


При изучении дисциплины используются следующие формы и методы привлечения студентов к самостоятельной творческой деятельности:

желающим студентам в качестве дополнительной творческой работы предлагается реферирование научной и периодической литературы по наиболее сложным и актуальным темам дисциплины.


Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ________________Кондратенко М.Б.

должность подпись инициалы и фамилия


Стандарт согласован:


Зав. кафедрой ФиТКМ ________________ В.Б.Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


Председатель ФКМКО ________________Ю.А.Осокин

должность подпись инициалы и фамилия


Декан ФИТиБ ________________ В.Б.Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


Начальник ОМКО АлтГТУ ________________Н.П.Щербаков

должность подпись инициалы и фамилия


^ ПРИЛОЖЕНИЕ А


Контролирующие материалы по дисциплине «Физика твердого тела»

Вопросы контроля остаточных знаний


Тест № 1

^ 1. Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса, ковалентная, ионная, металлическая, водородная.



  1. Угол a между плоскостями пропускания поляроидов равен 500. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n=8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах.



Тест № 2

1. Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса.

2. Пучок света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол j=400. Принимая, что коэффициент поглощения k каждого николя равен 0,15, найти, во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.


Тест № 3

1.Силы связи в кристаллах: ковалентная.

2.Электрон находится на первой боровской орбите атома водорода (ra=5,310-11 м). Определить для электрона: 1) потенциальную энергию Ep; 2) кинетическую энергию Eк; 3) полную энергию E.


Тест № 4

1. Силы связи в кристаллах: ионная.

  1. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (l=780 нм) на фиолетовую (l=390 нм)?



Тест № 5

2.Кристаллическая решетка. Примитивная, базис, индексы Миллера. На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны l=220 нм. Определить максимальную скорость vmax фотоэлектронов. Работа выхода из электрона из цинка равна 4 эВ.


Тест № 6

  1. Кристаллическая решетка. Индексы Миллера для плоскостей.

  2. Фотон с энергией e=10 эВ падает на серебряную пластинку и вызывает фотоэффект. Определить импульс p, полученный пластиной, если принять, что направления движения фотона и фотоэлектрона лежат на одной прямой, перпендикулярной поверхности пластин.


Тест № 7

1. Кристаллы кубической сингонии.

  1. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет (l=0,6 мкм). Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка? Определить общее число максимумов.


Тест № 8

1. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Методы Лауэ, Дебая..

  1. Для прекращения фотоэффекта, вызванного облучением ультрафиолетовым светом платиновой пластинки, нужно приложить задерживающую разность потенциалов U1=3,7 В. Если платиновую пластинку заменить другой пластинкой, то задерживающую разность потенциалов придется увеличить до 6 В. Определить работу выхода электронов с поверхности этой пластинки.


Тест № 9

1. Дифракция нейтронов. Дифракция электронов.

  1. Невозбужденный атом водорода поглощает квант излучения с длинной волны l=102,6 нм. Вычислить, пользуясь теорией Бора, радиус r электронной орбиты возбужденного атома водорода.


Тест № 10



  1. Несовершенства и дефекты решетки. Мозаическая структура, дефекты по Френкелю, по Шоттки.

  2. Вычислить по теории Бора период T вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n=2.


Тест № 11.

1. Антиструктурное разупорядочение. Растворы внедрения и замещения

  1. Из смотрового окошечка печи излучается поток 4 кДж/мин. Определить температуру печи, если площадь окошечка 8 см2.


Тест № 12

. Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Закон Эйнштейна. Фононы.

  1. Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 1800? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ. Масса электрона 9,110-31 кг, постоянная Планка 6,6310-34 Джс, комптоновская длина волны электрона С=2,4310-12 м.


Тест № 13

  1. Закон Дебая. Теплопроводность твердых тел.

  2. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определить время, за которое распадается 1/3 начального количества ядер актиния.


Тест № 14



  1. Кристаллы гексагональной сингонии.

  2. Найти длину волны де Бройля электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 1МВ. Масса электрона 9,110-31 кг.


Тест № 15

1. Элементы физической статистики. Термодинамический и статистический способы описания ансамблей частиц.

  1. За время t=8 сут распалось k=3/4 начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить период полураспада.


Тест № 16


1. Квантовые статистики. Статистики Ферми-Дирака.

  1. Ядерная реакция вызвана a- частицей, обладавшей кинетической энергией 4,2 МэВ. Определить тепловой эффект этой реакции, если протон получил кинетическую энергию 2 МэВ. Ядро-мишень неподвижно.


Тест № 17


1. Квантовые статистики. Статистика Бозе-Эйнштейна. Фермионы. Бозоны. Фононы

  1. На дифракционную решетку, содержащую n=100 штрихов на 1мм, падает нормально монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра наведена на максимум третьего порядка. Чтобы навести трубу на другой максимум того же порядка, ее нужно повернуть на угол Dj=200. Определить длину волны l света.


Тест № 18


1.Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

  1. Найти энергию связи ядра атома .


Тест № 19


1.Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

Эффекты Холла, Эттингсгаузена. Полупроводниковые диод, транзистор, тиристор.

  1. Плосковыпуклая линза с фокусным расстоянием f=1 м лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете r5=1,1 мм. Определить длину световой волны l.



Тест № 20

  1. Сверхпроводимость.

  2. На тонкий стеклянный клин падает нормально параллельный пучок света с длиной волны l=500 нм. Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете b=0,5 мм. Определить угол a между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин, n=1,6.


Тест № 21

  1. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.

  2. Формула Релея-Джинса. Ультрафиолетовая катастрофа. Гипотеза Планка. Фотоны.

  3. Пучок монохроматических (l=0,6 мкм) световых волн падает под углом =300 на находящуюся в воздухе мыльную пленку (n=1,3). При какой наименьшей толщине d пленки отраженные световые волны будут максимально ослаблены интерференцией? максимально усилены?


Тест № 22

  1. Поляризация при отражении и преломлении. Закон Брюстера.

  2. Законы теплового излучения: Стефана-Больцмана, смещения Вина.

  3. На лист белой бумаги площадью S=20´30 см2 перпендикулярно к поверхности падает световой поток Ф=120 лм. Найти освещенность E, светимость R и яркость B бумажного листа, если коэффициент отражения r=0,75.


Тест № 23

  1. Двойное лучепреломление. Интерференция поляризованного света.

  2. Закон Кирхгофа.

  3. Лампочка, потребляющая мощность P=75 Вт, создает на расстоянии r=3 м при нормальном падении лучей освещенность E=8 лк. Определить удельную мощность p лампочки ( в ваттах на канделу ) и световую отдачу h лампочки ( в люменах на ватт ).


Тест № 24

  1. Искусственная анизотропия. Вращение плоскости поляризации оптически активными средами.

  2. Тепловое излучение и его характеристики.

  3. Луч падает на плоскую стеклянную пластинку толщиной 3 см под углом 70о. Определить смещение луча внутри пластинки.


Тест № 25

  1. Дисперсия света. Электронная теория дисперсии.

  2. Волновая функция и ее статистическое толкование. Квантование энергии и момента импульса.

  3. Экран находится на расстоянии 100 см от свечи. Помещая между свечой и экраном собирающую тонкую линзу, можно получить изображение свечи на экране при двух положениях линзы, отстоящих на расстоянии 20 см. Во сколько раз отличаются размеры изображений свечи?



Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ________________Кондратенко М.Б.

должность подпись инициалы и фамилия


Зав. кафедрой ФиТКМ ________________ В.Б.Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


Контролирующие материалы по дисциплине «Физика твердого тела»

Вопросы текущего контроля


1. Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса, ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

  1. Угол a между плоскостями пропускания поляроидов равен 500. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n=8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах.

3. Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса.

4.Силы связи в кристаллах: ковалентная.

5.Электрон находится на первой боровской орбите атома водорода (ra=5,310-11 м). Определить для электрона: 1) потенциальную энергию Ep; 2) кинетическую энергию Eк; 3) полную энергию E.

6. Силы связи в кристаллах: ионная.

7Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (l=780 нм) на фиолетовую (l=390 нм)?

8.Кристаллическая решетка. Примитивная, базис, индексы Миллера. На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны l=220 нм. Определить максимальную скорость vmax фотоэлектронов. Работа выхода из электрона из цинка равна 4 эВ.

9Кристаллическая решетка. Индексы Миллера для плоскостей.

10. Кристаллы кубической сингонии.

11. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Методы Лауэ, Дебая..

12.электронов с поверхности этой пластинки.

13. Дифракция нейтронов. Дифракция электронов.

14.Невозбужденный атом водорода поглощает квант излучения с длинной волны l=102,6 нм. Вычислить, пользуясь теорией Бора, радиус r электронной орбиты возбужденного атома водорода.

15.Несовершенства и дефекты решетки. Мозаическая структура, дефекты по Френкелю, по Шоттки.

16.Вычислить по теории Бора период T вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n=2.

17. Антиструктурное разупорядочение. Растворы внедрения и замещения

18.Из смотрового окошечка печи излучается поток 4 кДж/мин. Определить температуру печи, если площадь окошечка 8 см2.

19Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Закон Эйнштейна. Фононы.

20.Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 1800? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ. Масса электрона 9,110-31 кг, постоянная Планка 6,6310-34 Джс, комптоновская длина волны электрона С=2,4310-12 м.

21.Закон Дебая. Теплопроводность твердых тел.

22.Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определить время, за которое распадается 1/3 начального количества ядер актиния.

23.Кристаллы гексагональной сингонии.

24.Найти длину волны де Бройля электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 1МВ. Масса электрона 9,110-31 кг.

24.Элементы физической статистики. Термодинамический и статистический способы описания ансамблей частиц.

25.За время t=8 сут распалось k=3/4 начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить период полураспада.

26. Квантовые статистики. Статистики Ферми-Дирака.

27. Квантовые статистики. Статистика Бозе-Эйнштейна. Фермионы. Бозоны. Фононы

28.Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

29.Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

30.Эффекты Холла, Эттингсгаузена. Полупроводниковые диод, транзистор, тиристор.

31.Сверхпроводимость.


Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ________________Кондратенко М.Б.

должность подпись инициалы и фамилия


Зав. кафедрой ФиТКМ ________________ В.Б.Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


Контролирующие материалы по дисциплине «Физика твердого тела»

Вопросы итогового контроля


1. Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса, ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

  1. Угол a между плоскостями пропускания поляроидов равен 500. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в n=8 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения k света в поляроидах.

3. Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса.

4.Силы связи в кристаллах: ковалентная.

5.Электрон находится на первой боровской орбите атома водорода (ra=5,310-11 м). Определить для электрона: 1) потенциальную энергию Ep; 2) кинетическую энергию Eк; 3) полную энергию E.

6. Силы связи в кристаллах: ионная.

7Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (l=780 нм) на фиолетовую (l=390 нм)?

8.Кристаллическая решетка. Примитивная, базис, индексы Миллера. На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны l=220 нм. Определить максимальную скорость vmax фотоэлектронов. Работа выхода из электрона из цинка равна 4 эВ.

9Кристаллическая решетка. Индексы Миллера для плоскостей.

10. Кристаллы кубической сингонии.

11. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Методы Лауэ, Дебая..

12.электронов с поверхности этой пластинки.

13. Дифракция нейтронов. Дифракция электронов.

14.Невозбужденный атом водорода поглощает квант излучения с длинной волны l=102,6 нм. Вычислить, пользуясь теорией Бора, радиус r электронной орбиты возбужденного атома водорода.

15.Несовершенства и дефекты решетки. Мозаическая структура, дефекты по Френкелю, по Шоттки.

16.Вычислить по теории Бора период T вращения электрона в атоме водорода, находящегося в возбужденном состоянии, определяемом главным квантовым числом n=2.

17. Антиструктурное разупорядочение. Растворы внедрения и замещения

18.Из смотрового окошечка печи излучается поток 4 кДж/мин. Определить температуру печи, если площадь окошечка 8 см2.

19Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Закон Эйнштейна. Фононы.

20.Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 1800? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ. Масса электрона 9,110-31 кг, постоянная Планка 6,6310-34 Джс, комптоновская длина волны электрона С=2,4310-12 м.

21.Закон Дебая. Теплопроводность твердых тел.

22.Период полураспада радиоактивного изотопа актиния составляет 10 сут. Определить время, за которое распадается 1/3 начального количества ядер актиния.

23.Кристаллы гексагональной сингонии.

24.Найти длину волны де Бройля электрона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов 1МВ. Масса электрона 9,110-31 кг.

24.Элементы физической статистики. Термодинамический и статистический способы описания ансамблей частиц.

25.За время t=8 сут распалось k=3/4 начального количества ядер радиоактивного изотопа. Определить период полураспада.

26. Квантовые статистики. Статистики Ферми-Дирака.

27. Квантовые статистики. Статистика Бозе-Эйнштейна. Фермионы. Бозоны. Фононы

28.Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

29.Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

30.Эффекты Холла, Эттингсгаузена. Полупроводниковые диод, транзистор, тиристор.

31.Сверхпроводимость.


Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ________________Кондратенко М.Б.

должность подпись инициалы и фамилия


Зав. кафедрой ФиТКМ ________________ В.Б.Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


^ ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Формы и содержание текущей аттестации и итог

Памятка для студентов групп ПКМ по изучению дисциплины

"Физика твердого тела "

семестр)
^

Составил Конратенко М..Б. Утверждаю


Зав. кафедрой _____________ Маркин В.Б.

« ____ » ___________ 200_ года


Согласно учебному плану, аудиторная нагрузка в 3 семестре составляет: лекции – 34 часа, лабораторные работы –17 часов.

Форма итоговой аттестации – зачет.

В теоретическом курсе будут рассмотрены следующие темы:

^ Глава 1. Силы связи и внутренняя структура твердых тел.

Силы связи в кристаллах: Ван-дер-Ваальса, ковалентная, ионная, металлическая, водородная. Кристаллическая решетка. Примитивная, базис, индексы Миллера. Сингонии. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Методы Лауэ, Дебая. Дифракция нейтронов. Дифракция электронов. Несовершенства и дефекты решетки. Мозаическая структура, дефекты по Френкелю, по Шоттки.Антиструктурное разупорядочение. Растворы внедрения и замещения.

^ Глава 2. Механические свойства твердых тел.

Закон Гука. Упругая и пластическая деформации. Дислокации. Теоретическая и реальная прочность кристаллов. Пути повышения

прочности твердых тел.

^ Глава 3. Элементы физической статистики.

Термодинамический статистический способы описания ансамблей частиц. Классическая статистика Максвелла-Больцмана. Квантовые

статистики Ферми-Дирака и Бозе-Эйнштейна. Фермионы. Бозоны.

^ Глава 4. Тепловые свойства твердых тел.

Теплоемкость твердых тел. Закон Дюлонга и Пти. Закон Эйнштейна. Фононы. Закон Дебая. Теплопроводность твердых тел.

^ Глава 4. Зонная теория твердых тел.

Зонная теория твердого тела. Полупроводники. Контактные явления.

Эффекты Холла, Эттингсгаузена. Полупроводниковые диод, транзистор, тиристор. Сверхпроводимость.
2 Литература и учебно-методические материалы

^ 2.1. Основная литература.

  1. Епифанов Г.И. Физика твердого тела. М. Высшая школа. 1998.-289с.

  2. Бушманов Б.Н., Хромов Ю.А. Физика твердого тела. М. Высшая школа. 1997.-224 с.

  3. Ашкрофт Н., Мермнн Н. Физика твердого тела. М. Мир, т.1,2. 1989.

  4. Жданов Г.С. Физика твердого тела. Издательство МГУ, 1962.-506 с

  5. Уэрт Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. М. Мир, 1966.-530 с..


2.2. Задачники.

  1. Голдсмит Г.Дж. Задачи по физике твердого тела. М Наука. 1996.-432 с.

7. В.П.Фадин., Н.А.Александров. Сборник задач по физике.- Томск., ТГУ.- 1967.

8. Д.И.Сахаров. Сборник задач по физике.- М.: Просвещение.- 1973.
^

3 График контроля самостоятельной работы стедента


Модуль

Контрольное испытание

Время проведения

^ Вес в итоговом рейтинге

Примечания

1

Защита 3 лабораторных работ

по расписанию занятий

0,1

Оцениваются по принципу зачтено / не зачтено













Коллоквиум №1 по главам 12, 13

6 неделя

0,053

Оценивается по 100 бальной системе

2

Защита 3 лабораторных работ

по расписанию занятий

0,1

Оцениваются по принципу зачтено / не зачтено













Коллоквиум №2 по главам 14, 15

12 неделя

0,053

Оценивается по 100 бальной системе

Примечания:

1. Любая контрольная точка, выполненная после срока без уважительной причины, оценивается на 10% ниже. Максимальная оценка в этом случае 90 баллов.

2. Студент получает зачет «автоматом», если итоговый семестровый рейтинг , при этом обязательно защищены все запланированные лабораторные работы и выполнено расчетное задание (задачи). Если рейтинг меньше 50 (но защищены все лабораторные работы и выполнено расчетное задание), то оставшиеся баллы студент может набрать на зачетном занятии, на котором он выполняет итоговую контрольную работу по данной части курса.

3. К экзамену допускаются студенты, имеющие не более двух задолженностей по контрольным точкам. При наличии одной или двух задолженностей студенту на экзамене выдаётся дополнительное задание.
^

4 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга


В АлтГТУ принята 100-балльная шкала оценок. Именно эти оценки учитываются при подсчёте рейтингов, назначении стипендии и в других случаях. Традиционная шкала будет использоваться только в зачётных книжках. Соответствие оценок устанавливается следующим образом:

75 баллов и выше – «отлично», 50–74 балла – «хорошо», 25–49 баллов – «удовлетворительно», менее 25 баллов – «неудовлетворительно».

Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время каждой аттестации) и итогового рейтинга (после сессии). Во всех случаях рейтинг вычисляется по формуле:

,

где Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – вес этой контрольной точки. Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента вычисления рейтинга.


^ Правила вычисления рейтинга по лабораторным работам

^ Выполнено/сдано работ

3-3

3-2

2-2

2-1

1-1

1-0

0-0

Баллы

100

83

67

50

33

17

0



^ Выполнено/сдано работ

4-4

4-3

3-3

3-2

2-2

2-1

1-1

0-0

Баллы

100

87,5

75

62,5

50

37,5

25

0

^ Критерии оценивания индивидуальных заданий

В каждом модуле студент должен защитить 4 задачи. Одна задача оценивается в 25 баллов. Оформление задачи (дано, найти) – 5 баллов; схематичный чертеж, поясняющий содержание задачи (в тех случаях, когда это возможно), указание основных законов и формул, на которых базируется решение, разъяснение буквенных обозначения в формулах, получение расчетной формулы (при решении в общем виде) – 15 баллов; подстановка в правую часть полученной рабочей формулы вместо символов величин обозначения единиц, проведение с ними необходимых действий с целью убедиться в том, что полученная при этом единица соответствует искомой величине, получение численного ответа – 5 баллов.


Приведём пример. Пусть студент Иванов Николай Петрович получил следующие оценки:

1 модуль: лабораторные работы выполнены на 100 баллов, индивидуальные задания выполнены на 75 баллов, коллоквиум на 60 баллов.

2 модуль: лабораторные работы выполнены на 70 баллов, индивидуальные задания выполнены на 70 баллов, коллоквиум на 50 баллов, контрольная работа №1 на 75 баллов.

3 модуль: лабораторные работы выполнены на 100 баллов, индивидуальные задания выполнены на 75 баллов, коллоквиум на 80 баллов, контрольная работа №2 на 75 баллов.

На 1-й аттестации (7 неделя) его текущий рейтинг равен:

.

На 2-й аттестации (13 неделя):

Перед началом сессии вычисляется семестровый рейтинг:

Итоговый рейтинг, учитывающий экзамен:

.

В зачётку выставляется оценка «отлично».
^

5 Возможности повышения рейтинга


Для студентов с высоким текущим рейтингом по их желанию может быть организовано углубленное изучение предмета, выдано дополнительное задание. В этом случае проводится дополнительный контроль: либо решение задач (контрольная работа, олимпиада), либо защита реферата. После проведения такого контроля (с оценкой R* ), текущий рейтинг пересчитывается:

.

Здесь – новое, улучшенное значение рейтинга, RТек – текущий рейтинг по дисциплине, R* > 50 – оценка дополнительного задания. При R*<50 рейтинг не повышается.

Деканат, учитывая рейтинги студента по каждой дисциплине, вычисляет комплексные рейтинги, вывешивает рейтинг - листы специальности, курса, факультета.





Скачать 340,25 Kb.
оставить комментарий
Дата30.09.2011
Размер340,25 Kb.
ТипОбразовательный стандарт, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх