Электропроводность металлов и полупроводников

20.1. В серебре объемом 1 м³ находится приблизительно 5,8·10²⁸ электронов проводимости. Найти среднюю скорость дрейфа электронов при наложении напряженности электрического поля вдоль проводника Е = 1 В/см.

20.2. Нарисовать схематически зависимость логарифма проводимости от 1/Т для Si (ΔE = 1,08 эВ) и Ge (ΔE = 0,66 эВ). Ответ обосновать.

20.3. Нарисовать схематически зависимость удельного сопротивления для никеля (a = 6,2 ∙10­^-3 К^-1 ) и для нихрома (a =0,13 ∙10­^-3 К^-1 ) от температуры. Ответ обосновать.

20.4. Германиевый образец нагревают от 0 до 17^о С. Определить, во сколько раз уменьшается его удельное сопротивление, если ширина запрещённой зоны 0,72 эВ.

20.5. Определите концентрацию свободных электронов в металле при температуре , если энергия Ферми равна .

20.6. Вычислите энергию Ферми  свободных электронов в кристалле меди при температуре . Принять, что на каждый атом меди приходится по одному свободному электрону. Плотность меди .

20.7. Концентрация свободных носителей заряда в кремнии , подвижность электронов , а дырок . Определите сопротивление кремниевого стержня длиной 5 см и площадью поперечного сечения 2 мм².

20.8. Во сколько раз концентрация носителей тока в чистом сплаве InSb при температуре 400 К больше концентрации при 300 К? Ширина запрещённой зоны для InSb 0,18 эВ.

Домашние 20

Д 2 0.1. Кремниевый образец нагревается от температуры  до . Как и во сколько раз изменится его электропроводность? Ширина запрещенной зоны кремния .

Д 2 0.2. Удельное сопротивление кремния с примесью равно . Определите концентрацию дырок  и их подвижность . Принять, что полупроводник обладает только дырочной проводимостью.

Занятие 21

Ядро. Радиоактивность.

21 .1. Образец содержит 1000 радиоактивных атомов с периодом полураспада Т. Сколько атомов останется через промежуток времени Т/2?

21 .2. Определить период полураспада висмута , если известно, что висмут массой 1 г выбрасывает 4,58·10¹⁵ β-частиц за 1 с.

21 .3. Сколько α-частиц выбрасывает торий  массой 1 г за 1 с? Период полураспада тория 1,39·10¹¹ лет.

21.4. Какие ядра образуются из α-активного  в результате пяти α-распадов и четырех β-распадов?

21 .5. Радий массой 1 г испускает за 1 с 3,7·10¹⁰ α-частиц, обладающих скоростью 15 Мм/с. Найти полную энергию, выделяющуюся при α-распаде за 1 ч.

21 .6. Активность некоторого радиоизотопа уменьшает­ся в 2,5 раза за 7 сут. Найти его период полураспада.

21 .7. Вычислить энергию связи и энергию связи, приходящуюся на 1 нуклон ядра бора .

21 .8. Вычислить энергию, необходимую для разделения ядра ²⁰Ne на две α-частицы и ядро ¹²С, если энергии связи на один нуклон в ядрах ²⁰Ne, ⁴He и ¹²С равны 8,03, 7,07 и 7,68 МэВ.

21 .9. Считая, что в одном акте деления ядрами освобождается энергия 200 МэВ, определить:

а) энергию, выделяющуюся при сгорании одного кило­грамма ²³⁵U, и массу каменного угля с теплотворной спо­собностью 30 кДж/г, эквивалентную в тепловом отноше­нии одному килограмму ²³⁵U;

б) массу изотопа ²³⁵U_, подвергшегося делению при взры­ве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 30 килотонн, если тепловой эквивалент тротила равен 4,1 кДж/г.

21 .10. Вычислить энергию связи ядер ³Н и ³He. Какое из этих ядер более устойчиво?

   

Массы некоторых изотопов* (а.е.м .)

 

Изотоп	Macca	Изотоп	Macca
	1,00783		16,99913
( )	2,01410		18,99840
	3,01605		19,99244
	3,01603		22,98977
	4,00260		23,99097
	6,01512		26,98154
	7,01600		27,9769
	7,01693		27,9769
	8,00531		29,97377
	9,01218		30,97376
	10,01294		55,9349
	11,00930		58,93320
	12,0		59,9308
	13,00574		130,9051
	14,00307		235,0493
	15,99491		238,05353

* Приведены массы атомов вместе с электронами. Масса нейтрона 1,00866 а.е.

Домашние 21

Д2 1 .1. За какое время произойдет распад полония массой 2 мг, если в начальный момент его масса 0,2 г? Период полураспада полония 138 сут.

Д 21 .2. Радиоактивный элемент нептуний , являющийся родоначальником искусственно полученного радиоактивного семейства нептуния, в результате распада превращается в стабильный изотоп висмута . Найти число α- и β-распадов.

Д 21 .2. Сравнить энергию связи, приходящуюся в среднем на один нуклон, в ядрах дейтерия ²Н, железа ⁵⁶Fe, ксенона ¹³¹Хе.

 

Занятие 22

---

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 685; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!