Контрольная работа по дисциплине «Физика» для ВлГУ



  1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

Задачи.

  1. Определить концентрациюnсвободных электронов в металле при температуре Т= 0 К. Энергию Ферми εf  принять равной 1 эВ.

[Ответ: 4,57 · 10 27 м-3]

 

  1. Во сколько раз число свободных электронов, приходящихся на один атом металла приТ= 0, больше в алюминии, чем в меди, если уровни Ферми соответственно равны εf,1  = 11,7 эВ, εf,2  =7,0 эВ?

[Ответ: в 3 раза]

  1. Электроны в металле находятся при температуреТ = 0 К. Найти относительное число ΔN/Nсвободных электронов, кинетическая энергия которых отличается от энергии Ферми не более чем на 2 %.

[Ответ: 0,03]

  1. Собственный полупроводник (германий) имеет при некоторой температуре удельное сопротивление ρ = 0,48 Ом·м. Определить концентрациюnносителей заряда, если подвижности bnи bp электронов и дырок соответственно равны 0,36 и 0,16 м2/(В·с).

[Ответ: 2,5 · 1019 м-3]

  1. Удельная проводимость γ кремния с примесями равна 112 См/м. Определить подвижность дырокbpи их концентрацию np, если постоянная Холла RH= 3,66 ·10-4 м3/Кл. Принять, что полупроводник обладает только дырочной проводимостью.

[Ответ: 3,5 · 10-2  м2/(В •с); 2 ·1022 м-3]

  1. Полупроводник в виде тонкой пластины ширинойl= 1 см и длиной = 10 см помещен в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,2 Тл. Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости пластины. К концам пластины (по направлению L) приложено постоянное напряжение =   300 В. Определить холловскую разность потенциалов UH на гранях пластины, если постоянная Холла R= 0,1 м3/Кл, удельное сопротивление ρ=0,5 Ом·м.

[Ответ: 1,2 В]

  1. Тонкая пластина из кремния ширинойl= 2 см помещена  перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля В= 0,5 Тл. При плотности тока j = 2 мкА/мм2, направленного вдоль пластины, холловская разность потенциалов UH оказалась равной 2,8 В. Определить концентрацию n носителей заряда.

[Ответ: 5,25 · 1016 м -3]

X