; б) - kpi.uazitf.kpi.ua/skicko/skicko_30.pdf · 8.35. x l medeu / 2 2 = 8 Å. 8.36. x c =3 м;...
TRANSCRIPT
361
5.38. nnbdk 3 , n = 1, 2, 3,… .
5.39. k2 + 1 = 9 , k = 4.
5.40. 1,15 мкм. 5.41. Не можуть.
5.42. nbdk , n =1,2,3,… .
5.43. 2 = 648,1 нм. 5.44. 2,8 мкм; 3570. 5.45. при k = 2; λ = 600 нм. 5.46. 5λ.
5.47. 1
212 sin
sin2
3
=0,545 мкм.
5.48 а) 12 = 6,6'; б) 23 =–55,2'. 5.49. 0,534 мкм. 5.50. 600 штрихів/мм.
5.51. 222
kd
kD = 0,63 мкм
рад=130
нм
кут.сек..
5.52. 0,8 мкм. 5.53. 5100Å. 5.54. 4.105 рад/м.
362
5.55. 1) D = 81 кут.с/нм;
2) lD = 0,197 мм/нм; 3) 1lD = 5,08 нм/мм.
5.56. біля 0,12 мм.
5.57. а) не будуть; б) будуть.
5.58. Dφ =2)/(1 dkd
k
, а) 1,09.10-3 рад/нм,
б) 1,14.10-3 рад/нм, в) 1,5410-3 рад/нм.
5.59. 1) lD = 222 kd
kF; 2) а) 1,09 мм/нм; б) 1,23 мм/нм;
в) 1,56 мм/нм; 3) lD = 1 мм/нм. 5.60. 1) ∆х = 733 мм; 2) а) lD = 1,2 мм/нм; б) R = 105.
5.61.
22 42
dN11 .
5.62. ∆φ = 22˚. 5.63. ∆φ = 4,8˚. 5.64. 0,7 мм.
5.65. l
FDx l
= 3,3 мкм.
5.66. 1R =12000, 2R =48000. 5.67. Ні.
5.68. )( 12
1min 2
N =490.
363
5.69. 22 мкм. 5.70. 3. 5.71. 0,24 Å.
5.72. )( 12
1min
kdL =10 мм.
6. Теплове випромінювання та
зовнішній фотоефект
6.16. 12( bR ). 6.17. /0rR . 6.18. а) ;),(,),( 00 TrT б) ),(),(,),( 1 TfTrT , де ),( Tf – універсальна функція Кірхгофа. 6.20. 7,4.1021 кВт . год. 6.21. 5.10–8Дж/(с.м2К4), За сучасними даними (5,6687 0,0010).10–8Дж/(с.м2К4).
6.22. 6000 К. 6.23. Збільшилась би. 6.24. Біля 1011 років. 6.25. 394 К (1210С).
6.26. 1033,1/1
1033,1/12
TT = – 4,68 К.
6.27. 1000 К.
6.28. у 10/3 рази.
364
6.29. 2647 К.
6.30. 0,4 см2. 6.31. Збільшиться в 1,06 раз. 6.32. 5,35 кВт. 6.33. 1,87 кВт.
6.34.
0
24
41
NdT
80%.
6.35.
U
aldTI4
36 мА.
6.36. 3
212
121
2
112 Ta
TaTTdd
= 0,063 мм.
6.37. t = (η3 – 1) cρd/(18 T0
3) = 3 години, де с – питома
теплоємність, ρ – густина міді. 6.38. m =3,4 мкм. 6.39. 73,1 МВт/м2. 6.40. 6 см2. 6.41. у 81 раз; від 2,9 мкм до 0,97 мкм; у 243 рази.
6.42. 290 К. 6.43. Збільшилась на Δλ = 0,23 мкм. 6.44. Зменшиться у 2 рази.
6.45.
1
12 Тb
bТT = 1,75.103 К.
365
6.46. а) 10-6 м – інфрачервона область; б) 5.10-7 м – область видимого світла; в) 3.10-9 м – область рентгенівських променів.
6.47. 2,7 К.
6.48. Збільшилась в =1,9 рази.
6.49. а) Перетворити формулу Віна )( T,U на )( T,U . Із
умови 0)(
dT,dU
отримати, що m ~ T1 . б) у формулу
Віна )( T,U підставити m ~ T1 і переконатись, що
)( T,U m ~ Т5.
6.51. а) =1,105 мкм. б) 12 yy = 0,36.
в) 1
24
1
2
1
2
1
1)(yy
TT
RR
=4,94.
6.52. 3,1 кВт/м2.
6.53. в 4,78 рази.
6.54. 412 Вт. 6.55. = 16Å.
6.56.
)(exp)(56
5
5
6 11
kThcx = 2,87,
де 2/)( 215 , 2/)( 436 .
6.57. )/(exp 12
84
422
kbcb
TcR
= 0,60 Вт/см2,
де b = 2,9.10–3м.К.
6.58. 100lnk
hcT
= 4166 К (для = 0,75 мкм).
6.59. 102 lnkT
hc = 1,56 мкм.
366
6.60. 519 нм; 546 нм; 677 нм; 689 нм.
6.61. А = 4,5 еВ; maxυ = 9,1.105 м/с; Wmах = 3,8.10-19 Дж = 2 eB.
6.62. U = 1,75 В. 6.63. λ = 204 нм; λ0 = 234 нм.
6.64. 4,5 еВ.
6.65. 3,42.10-25 кг∙м/с.
6.66. 6,6.10-34 Дж∙с.
6.67. 2,5 В.
6.68. а) 0,66 і 0,235 мкм; б) 5,5.105 м/с (Zn), 3,3 .105 м/с (Ag), із нікелю не вилітають. 6.69. )/())(/( 10 nAhc = 0,26 мкм.
6.70. еВ88,11)(
)/(2
2
122
hcА
6.71. 24 hcLSNn
= 4.105 фотонів.
6.72. 4 0
4
3
cpT = 1,4.105 К.
6.73. )/(34 4 cTp 2.10-14 Па.
6.74. p = 1,65.1013 Па =163 Матм. 6.75. )(2 c/Nn =6.1020с-1.
367
6.76. а) 24 hcrNj
=5,9.1017м-2с-1;
б) cjn / , nh
Nc
r
2
1 = 8,9 м.
6.77. а) 24 hcrNj
= 1,1.1017м-2с-1;
б) 221
12
2 )(hcr
Nj
=1,0.1017м-2с-1.
6.78. 2,07 еВ/с; 4,13 кеВ/с; 310кеВ/с.
6.79. 2)(1 h/cm/cυ e = 0,77с = 2,3.108м/с,
де em - маса спокою електрона.
6.80. 2)cos(1cISF = 50 нН.
6.81. )()( 214 cd/Wp = 4,9.106 Па ≈ 49 атм.
6.82. 2cos)(1cIp = 0,6 нН/см2= 6 мкПа.
6.84. cIRF /2 =0,18 мкН.
6.85. Біля 10-7 Па. 6.86. N = IH/ е ).
6.87. N = 3,1 ∙ 109 с-1. 6.88. Залежність лінійна. Кутовий коефіцієнт визначається квантовим виходом фотоефекту.
368
6.89. IH ~ E2. 6.90. 6.93. β = hcj / (eλ) = 0,02.
7. Будова атома 7.9. 1,43.10-16 с; 4,4.1016 рад/с. 7.10. 0,97 еВ. 7.11. 3645 Å; 6561 Å. 7.12. 2,12 Å. 7.13. Р1:Р2=28:1=256:1. 7.14. Зменшиться в n3= 8 раз.
7.15. 23
42
nemZ e
= 2,07.1016рад/с.
7.16. 530
4
270
256
emeB =12,5 Тл.
7.17. Бmp1
0,927.10-23 Дж/Тл. 7.18. 949 Å; 972 Å; 1025 Å; 1215 Å. 7.19. а) 4; б) 3.
7.20. 21
21
= 1872,4 нм, серії Пашена 34 .
7.21. 5410Å, 10140Å і 11570Å.
0
369
7.22. а) 6570Å, 4870Å, 4340Å; б) N = 1945. 7.23. 973 Å < 1026 Å. 7.24. 121,57 нм; 102,57 нм; 656,47 нм. 7.25. серії Брекетта, 48 . 7.26. серії Брекетта, 45 , = 4,05 мкм. 7.27. серії Пашена, 35 . 7.28. серії Бальмера, 23 = 0,656 мкм. 7.29. Серія Брекетта, 46 = 26244Å. 7.30. 0,0305 мкм.
7.31. 21
21
21 )4
(1
R
n = 5.
7.32.
215
88
ZR =1,097.107м.
7.33. У Li . 7.34. 1025 Å; 1215 Å; 6561 Å. 7.35. Поглинання має місце і супроводжується іонізацією атома. 7.36. 12,09еВ W 12,75 еВ. 7.37. 2,55 еВ.
7.38. )3
1
1
1(6,13 22
2 ZW еВ =48,4 еВ.
370
7.39. -54,4 еВ, Не+. 7.40. звW =54,4 еВ (Не+) 7.41. 1W = 10,2 еВ; 2W =1,89 еВ; 3W = 0,66 еВ; 7.42. Для H кW =13,6 еВ, звW =13,6 еВ,
для Не+кW =54,4 еВ, звW =54,4 еВ.
7.43. 79 еВ. 7.44. 2540 Å. 7.45. 6560 Å; 1215 Å; 1025 Å. 7.46. 3,26 м/с.
7.47.
RZmhcυ
e
212= 2,26.106м/с.
7.48. а) p
i
mWccυ
2
32 = 3,254 м/с;
б) i
p
Wυm
3
2 2
= 5,4.10-7%.
7.49. 2, 0, 0; 2, 6, 0; 2, 6, 10. 7.50. 1; 2; 2(2l+1); 2n2. 7.52. 0; 1,05410-34 Джс; 2,10810-34 Джс. 7.53. L =1,4910-34 Джс. 7.54. 310-26 Н. 7.56. 0; 1,3110-23 Дж/Тл; 2,27.10-23 Дж/Тл; 3,2110-23 Дж/Тл.
371
7.57. 2,23 мм.
8. Основи квантової механіки 8.9. 150 В. 8.11. 3,3 Å. 8.12. 1,23 Å; 0,0286 Å;0,00186 Å. 8.13. 450 еВ. 8.14. )/(2 bυmhlx e = 0,73 мм. 8.15. 1460 м/с; 7,3.106 м/с. 8.16. 0,145 нм. 8.17. для Н: 0,0284 нм;0,284.10–5 нм; 0,153 нм; для Hg: 0,002 нм; 2.10–6нм, 0,0107 нм. 8.18. )/( 2 eUmdhlx e = 4,9 мкм.
8.19. )Wm/()(hкe 12
22 = 1,5Å.
8.20. 0,39 Å і 0,0091 Å; 150 еВ і 82 еВ.
8.21. kTMNh
3A =1,08 Å, де М – молярна маса водню.
8.22. )/()/( 22 222ee mpmhW = 0,38 кеВ.
8.23. U = 150 В. 8.24. 100 м/с, 0,1 м/с, 10–25м/с. 8.26. 16 раз.
8.27. 16%.
372
8.28. При x = 0,5 мкм, 1υ = 200 м/с, а 2υ = 0,1 м/с. 8.29. x )/( 0xmt e 1.102 км. 8.30. Wк min 2 )/( 22 lme = 15 еВ, тут x = 2/l і pp .
8.31. υυ
122 2/ кe Wlm .Тут 2/lx .
8.32. )/( dmυ e = 106 м. υυ / = 2,2. 8.33. м.101212 15
min dx
8.34. к2у 2/ Wdm
pp
e
=1,3 кут.секунди. Це мала
величина, яка не дозволяє виявити вказані відхилення.
8.35. eUdmlx e22/ = 8 Å.
8.36. cx =3 м; )/(2 c 3.10–8.
8.37. Показати, що невизначеність імпульсу електрона на орбіті p більша самого імпульсу )/( 0
2 4 emp e . 8.38. )//(/ кк1 WWx = 2000.
8.39. 13
21
min
kmTld
мкм, m – маса атомів срібла.
8.42. 1) 0,78; 2) 0,21; 3) 0. 8.43. 4,52 еВ.
8.44. max: l/4, 3l/4;min:0, l/2, l.
373
8.45. Nhml
dWdn e
2
24 = 1,33.104еВ–1.
8.47. m = 9,1 . 10–31кг.
8.48. )sin(* 122
1II 4
31
9
16 xka , 21IIII 9
16* a , де 1a –
амплітуда хвилі, яка падає на бар’єр, 201 /
3
8mUk .
8.49. Для 0x )sin(* 212 2 kxa , для 0x
kxa 22 exp* 2 , де 2a – константа, /2mWk . 8.50. 0,0625. 8.51. 0,03; 0,97. 8.52. в 1,03 рази. 8.53. 0,2. 8.56. 0,01. 8.57.Для електрона – D = 0,039; для протона – D = 5.10–61.
88.58.
)(
1
0еф
222 WUmkx
e
1 Å.
8.59. kxa 222 sin4 , де 2a – константа, /2mWk ;
максимуми 2
в точках knxn 2
, n = 1,3,5,... ,або
nxn )/( 4 , де – дебройлівська довжина хвилі електрона
( k 2 ).
374
9. Метали 9.7. 2 атоми; 2,5Å. 9.10. 0,810-22 еВ. 9.11. а)1,211028(еВм3)-1; б) 2,871023(еВм3)-1. 9.12. W = 0,9.10-22 еВ. 9.13. W = 0,62.10-22 еВ. 9.14. 1. 9.15. 0,5. 9.17. 2,5 10–76 %;4,5. 10–12 %. 9.18. (0;1);(0,0004;0,9996);(0,02;0,98);(0,24;0,76). 9.20. 37 %;1,8 %. 9.22. Т = 596 К. 9.23. 1,38 kT; –1,38 kT. 9.24. 60%. 9.25. Зменшиться в 1,07 раз. 9.26. Зменшиться в 12 раз. 9.28. 54%.
9.29. 3 4/FWW . 9.30. 65%. 9.31. 15. 9.32. 1,15.
375
9.33. 3%. 9.34. 4,2 еВ.
9.35. W = 3,3 еВ. 9.36. = 31,4 кДж/см3. 9.37. 4,61027 м-3.
9.38. 5,42. 9.39.. В 3 рази. 9.40. 0,1%. 9.41. maxυ = 1,57.106 м/с. 9.42. 1,32106 м/с; 0,12.106 м/с. 9.43. 7 раз.
9.44. 32 /)( 8 hppN .
9.45. 4/)( 8 N .
9.46. 3
23
0442
hV)Wm(N Fe,
=2,751023електронів;
9.47. 01203
2
,FW
kT
.
9.48. ee
n
Ammm
2
2* = 0,63; 2/3.
376
10. Напівпровідники
10.18. 0; 2,110-9. 10.19. 1 еВ; 0,5 еВ. 10.20. 0,26 еВ. 10.21. 2,741025м-3; 1,14.1025м-3; 1,021016м-3 . 10.22. 0,19 еВ.
10.23.
12
121123
1
212 2
)(exp)()(
TTTT
kaTTW
TTTnTn g =
=2,15.1021м–3, де 1T = 300 К, )( 1Tn – концентрація носіїв
заряду в германії при 1T .
10.24. 0,12 Ом-1м-1.
10.25. 0,45 Омм. 10.26. 5,051021 м-3 . 10.27. 2 мОмм. 10.28. 52 м/с; 20 м/с; 3152 Омм; 0,38 мкА.
10.29.
2
1
123
32123 ln
)()(exp
TTTTTT
= 30 кОмсм.
10.30. 0,152 кОмм.
10.31. 0,014 Омм.
10.32. а) Зменшиться в 1,03 рази; б) збільшиться в 1,21 рази.
377
10.33. .1047,0 K 10.34. .1071,0 K 10.35. .1046,0 K 10.36. 1,451020 м-3
. 10.37. 59,2 Омм. 10.38. = 0,037 Ом.см. 10.39. 2422 Омм. 10.40. 1,11016 м-3. 10.41. 5,541019 м-3; 1,041019 м-3. 10.42. 8,71014см-3; 50 (Омм)-1; 400 Ом. 10.43. 3,681014 см-3; 10 (Омм)-1. 10.44. 1,510-11. 10.45. 137 Ом-1м-1. 10.46. 1,44 еВ; 0,34 еВ. 10.47. gW = 1,2 еВ; pW = 0,06 еВ. 10.48. =3,77 (Ом.м)-1.
10.49.
nFW = 0,58 еВ. 10.50.
pFW = 0,17 еВ.
10.51. nFW = 0,73 еВ.
378
10.52. nFW = 0,48 еВ.
10.53. 2,0)/( II BEEuu pn м2/(В.с).
10.54. a) n-тип; б) 210-3 м3/Кл; в) 3,131021м-3; г) 0,36 м2/(Вс). 10.55. 0,041м2/(Вс); 1,71022 м-3. 10.56. 1,210-5 Омм; 1,251023 м-3. 10.57. 1,251018 м-3. 10.58. 2/7. 10.59. 0,44 м2/(Вс).
10.60. 1:4,4. 10.61. 1,161021м-3; 0,36 м2/(Вс).
10.62. Bbu
lUUp
H =2525 В.
10.63. 0,01с. 10.64. 141 мкс; 6,81013 м-3. 10.65. = 96,7 Ом.см. 10.66. 410-4с.
10.67. )1(n
p
n uu
nI
= 12%.
10.68. 4,3%. 10.69. 48 В/м. 10.70 j 0,1 А/см2.
10.71. 0,8810-4м.
379
10.72. 9,110-4с; 0,0044 м2/с. 10.73. 0,01 м2/с; 0,38 м2/(Вс).
11. Контактні явища в напівпровідниках
11.14. 0,12 еВ; 0,32 еВ; 0,20 еВ.
11.15. 0,31 В. 11.16. 0,33 мкм. 11.17. Wpn= 0,71 еВ, х = 3 мкм. 11.18. 0,65 еВ і 3,0 мкм для Si; 0,25 еВ і 2,1 мкм для Ge.
11.19. х =d
m
eNE
5
6 0= 0,106 мкм.
11.20. Wpn = 0,83 еВ, Еm = 50 кВ/см. 11.22. а) pnU = (0,31–0,38) В; б) х=0,33 мкм; б) С = 4,3 нФ;
г) mE = 1,9 МВ/м.
11.23. а) С = 8140 пФ; б) q = 6,3 нКл;
б) )(2
2
d
p
a
nmi
Nu
NuEen
j =27,5 нА/см2. Розрахунок mE див.
задачу 11.4 і 11.5.
11.24. С = 1,75 nФ.
11.25. ;n;p ,) pp314324 м10765м101
;; 316322 м1076,5м10 nn pn ;B43,0)2 pnU
мкА.4)32
xN
SDenI
d
pis
380
12. Атомне ядро. Радіоактивність. Ядерні реaкції
12.10. 200 м.
12.11. м15104,1 cm
r = 1,4 Ф.
12.14. 4,6.109 років. 12.15. 16,2 роки. 12.16. 0,33 мкКи. 12.17. 63%. 12.18. 2,99 кг; 9,07 кг. 12.19. Т=12,25 дня; =17,67 дня. 12.20. 93 роки. 12.21. 4,44.109років. 12.22. а) 97 мКи, б) 2,7.10–12 мКи. 12.23. 7,22.105 мКи. 12.24. 1) ~ 10–4%; 2) 50% ; 3) 62%.
12.25. .ln
)/ln(год2
210
ttTt
12.26. 61 г.
12.27. 8,5 мг/год.
12.28. 2700 тон. 12.29. 7,28 МеВ.
381
Додатки 1. ОСНОВНІ ТРИГОНОМЕТРИЧНІ ФОРМУЛИ
122 cossin sincoscossin)(sin
122 tgsec sinsincoscos)cos(
122 ctgcsc 1cscsin tgβtgα
tgβtgα)tg(1
1seccos 1ctgαtgα ctgαctgβ
ctgctg)ctg( 1
)ctg(sin
21
1
222 cossinsinsin
)tg(cos
21
1
222 sincossinsin
cossinsin 22 22
2 coscoscoscos
22 sincoscos2 22
2 sinsincoscos
2tg-tgtg
1
22
cosβcosβ)sin(αtgtg
ctg
1ctgctg2
22
sinβsinβ)sin(αctgctg
2
12
cos)sin( /
2
12
cos)cos( /
)cos()cos(sinsin2 )cos()cos(coscos2 )sin()sin(cossin2
382
2. ФОРМУЛИ ДЛЯ НАБЛИЖЕНИХ РОЗРАХУНКІВ
,xx
11
1
x<0,031
,xx2
111 1/2)( x<0,085
2
2
11 x)exp( xx , x<0,045
,x)x( 1ln x<0,045
xx sin , x<0,077 рад (4,4 )
2
2
11cos xx , x<0,387 рад (22,2 )
3. ТАБЛИЦЯ ПОХІДНИХ ТА ІНТЕГРАЛІВ
Функція
Похідна Функція Похідна Функція Похідна
nx 1nnx xsin xcos xarcsin 21
1
x
x1
2
1
x xcos xsin xarccos –
21
1
x
nx1
1 nxn
xtg x2cos
1 xarctg
21
1
x
x x2
1 xctg –
x2sin1
xarcctg 21
1
x
xe xe u u
u2
xsh xch
383
Функція
Похідна Функція Похідна Функція Похідна
nxe n nxe uln uu
xch xsh
xa aa x ln xth x2ch
1
xln x1
υu
2υuυuυ
xcth –x2sh
1
)n(nxdxx
nn 1
10
1
xx edxe
ab
adxabx
bx
ln
xx
dx ln ax
axadx arctg1
22
xxdx cossin )ln( 2222
xaxxa
dx
xxdx sincos 2223/222
1
)( xax
axadx
xxdx coslntg )ln( 2222
axxax
dx
xxdx sinlnctg ax
xadx arcsin
22
xx
dx tgcos2
xx
dx ctgsin 2
222
22
2
2arcsin
2xax
axa
xadxx
384
0
1dxe x 2
1
xdxe x
,dxe x
0 2
12
2
10
2dxxe x
,dxxe x
0
32
4
12 2
3
0 2
12
dxxe x
Інтегрування «по частинах»: duυuυudυ
Значення деяких визначених інтегралів
0
2
1
2
1
,,
,
/
,
dxex xn
n = 0
n = 1/2 n = 1
n = 2
0
21
4
21
2
2
,,/
,/,/
dxex
/
xn
n = 0
n = 1 n = 2
n = 3
0 4
2
924
15
4052
6
312
1
,
,
,
,/,,/
,
edxx
x
n
n = 1/2
n = 1 n = 2
n = 3 n = 4
a
x
,,
,
,
,,
,,
,,
edxx
0
3
436
914
562
181
2250
1
a = 1 a = 2 a = 3 a = 4 a = 5 a = 10
4. ДЕЯКІ ЧИСЛА
7182822,e
4342940lg ,e
302585,210ln
xx , lnlg 43430
xx , lgln 30262
14159263,
86962492 ,
77245381,
385
5. ДЕСЯТИЧНІ ПРИСТАВКИ ДО ОДИНИЦЬ
Г– гіга (109) М – мега (106) к – кіло (103)
г – гекто (102) с – санти (10-2) м – міллі (10-3)
мк – мікро (10-6) н – нано (10-9) п – піко (10-12)
6. ГУСТИНИ РЕЧОВИН
Тверді речовини -310ρ , мкг 3
АЛМАЗ 3,5
АЛЮМІНІЙ 2,7
ВОЛЬФРАМ 19,1
ГРАФІТ 1,6
ЗАЛІЗО(СТАЛЬ) 7,8
ЗОЛОТО 19,3
КАДМІЙ 8,65
КОБАЛЬТ 8,9
ЛІД 0,916
МІДЬ 8,9
МОЛІБДЕН 10,2
НАТРІЙ 0,97
НІКЕЛЬ 8,9 ОЛОВО 7,4 ПЛАТИНА 21,5 КОРОК 0,20 СВИНЕЦЬ 11,3 СРІБЛО 10,5 ТИТАН 4,5 УРАН 19,0 ПОРЦЕЛЯНА 2,3
386
Рідини -310ρ , мкг 3 ЦИНК 7,0 БЕНЗОЛ 0,88
ВОДА 1,00
ГЛІЦЕРИН 1,26
КАСТОРОВЕ МАСЛО 0,90
ГАС 0,80
РТУТЬ 13,6
СПИРТ 0,79
ВАЖКА ВОДА 1,1
ЕФІР 0,72
Гази(за нормальних умов) ρ , кг/м3
АЗОТ 1,25
АМІАК 0,77
ВОДЕНЬ 0,09
ПОВІТРЯ 1,293
КИСЕНЬ 1,43
МЕТАН 0,72
ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ 1,98
ХЛОР 3,21
7. ДІЕЛЕКТРИЧНІ ПРОНИКНОСТІ ε (відносні)
Діелектрик ε Діелектрик ε ВОДА ПОВІТРЯ ГАС ПАРАФІН ПЛЕКСИГЛАС ПОЛІЕТИЛЕН
81 1,00058
2,0 2,0 3,5 2,3
СЛЮДА СПИРТ СКЛО ПОРЦЕЛЯНА ЕБОНІТ
7,5 26 6,0 6,0 2,7
387
8. ПИТОМИЙ ОПІР ПРОВІДНИКІВ
Провідник Питомий опір (якщо t = 20°С) ρ,
мнОм
Температурний коефіцієнт .103, К-1
АЮМІНІЙ ВОЛЬФРАМ ЗАЛІЗО ЗОЛОТО МІДЬ СВИНЕЦЬ СРІБЛО ГРАФІТ
26 50 90 20 16 190 15
3900
4,5 4,8 6,5 4,0 4,3 4,2 4,1
–0,8
9. ПОКАЗНИКИ ЗАЛОМЛЕННЯ
Речовина n Речовина n ПОВІТРЯ 1,00029 СКЛО 1,50
ВОДА 1,33 АЛМАЗ 2,42 Примітка: відомо, що, показники заломлення залежать від природи речовини та довжини хвилі світла, тому наведені в цій таблиці значення n потрібно розглядати як умовні.
Довжина хвилі ,нм
КОЛІР
Ісландський шпат
Кварц
ne n0 ne n0
687 ЧЕРВОНИЙ 1,484 1,653 1,550 1,541
656 ОРАНЖЕВИЙ 1,485 1,655 1,551 1,542 589 ЖОВТИЙ 1,486 1,658 1,553 1,544
527 ЗЕЛЕНИЙ 1,489 1,664 1,556 1,547
486 БЛАКИТНИЙ 1,491 1,668 1,559 1,550
431 СИНЬО-ФІОЛЕТОВИЙ 1,495 1,676 1,564 1,554 400 ФІОЛЕТОВИЙ 1,498 1,683 1,568 1,558
388
10. РОБОТА ВИХОДУ ЕЛЕКТРОНА З МЕТАЛІВ
МЕТАЛ А,еВ МЕТАЛ А,еВ МЕТАЛ А,еВ
АЛЮМІНІЙ 3,74 КАЛІЙ 2,15 НІКЕЛЬ 4,84 БАР1Й 2,29 КОБАЛЬТ 4,25 ПЛАТИНА 5,29 ВІСМУТ 4,62 ЛІТІЙ 2,39 СРІБЛО 4,28 ВОЛЬФРАМ 4,50 МІДЬ 4,47 ТИТАН 3,92 ЗАЛІЗО 4,36 МОЛІБДЕН 4,27 ЦЕЗІЙ 1,80 ЗОЛОТО 4,58 НАТРІЙ 2,27 ЦИНК 3,74
11. АСТРОНОМІЧНІ ВЕЛИЧИНИ
Космічне тіло Середній радіус, м
Маса, кг
Середня густина, 103кг/м3
Період обертання навколо осі, доба
СОНЦЕ
ЗЕМЛЯ
МІСЯЦЬ
6,95.108
6,37.106
1,74.106
1,97.1030
5,96.1024
7,30.1022
1,41
5,52
3,30
25,4
1,00
27,3
Планети сонячної системи
Середня відстань від Сонця, 106 км
Період обертання навколо Cонця, в роках
МЕРКУРІЙ 57,87 0,241 ВЕНЕРА 108,14 0,615 ЗЕМЛЯ 149,50 1,000 МАРС 227,79 1,881 ЮПІТЕР 777,8 11362 САТУРН 1426,1 29,458 УРАН 2867,7 84,013 НЕПТУН 4494 164,79 ПЛУТОН 9508 248,43
389
12. ДЕЯКІ ПАРАМЕТРИ НАПІВПРОВІДНИКІВ (Т=300 К)
Напівпровідник
Параметри
Ge Si GaAs
Ширина забороненої зони Wg, eB 0,72 1,1 1,4
Власна концентрація ni, м-3 2,41019 1,11016 1,41013
Рухливість електронів un, м2/(В.с) 0,39 0,13 1
Рухливість дірок uр, м2/(В.с) 0,19 0,05 0,04
Відносна діелектрична проникність , відн.один.
16 12,5 12
Коефіцієнт дифузії електронів Dn103, м2/с
10 3,4 25
Коефіцієнт дифузії дірок Dр103, м2/с
4,4 1,3 -
Відносна ефективна маса електронів en mm /* 0,55 1,06 0,068
Відносна ефективна маса дірок
ep mm /* 0,36 0,59 0,50
І VII VIII
1 2 (Н)
Періодична система елементів Д.І.Менделєєва 1,0079 H 4,0026 He
1
ІІ ІІІ IV v VI Водень Гелій 3 4 5 6 7 8 9 10 Li 6,939 Be 9,0122 10,811 B 12,01115 C 14,0067 N 15,9994 O 18,9984 F 20,179 Ne
2
Літій Берилій Бор Вуглець Азот Кисень Фтор Неон 11 12 13 14 15 16 17 18 Na 22,9898 Mg 24,305 26,9815 Al 28,086 Si 30,9738 P 32,064 S 35,453 Cl 39,948 Ar
3
Натрій Магній Алюміній Кремній Фосфор Сірка Хлор Аргон 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 K 39,102 Ca 40,08 Sc 44,956 Ti 47,90 V 50,942 Cr 51,996 Mn 54,9380 Fe 55,847 Co 58,9330 Ni 58,71
Калій Кальцій Скандій Титан Ванадій Хром Марганец Залізо Кобальт Нікель 29 30 31 32 33 34 35 36 63,546 Cu 65,37 Zn 69,72 Ga 72,59 Ge 74,9216 As 78,96 Se 79,904 Br 83,80 Kr
Мідь Цинк Галій Германій Миш'як Селен Бром Криптон
37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 Rb 85,47 Sr 87,62 Y 88,905 Zr 91,22 Nb 92,906 Mo 95,94 Tc (99) Ru 101,07 Rh 102,905 Pd 106,4
Рубідій Стронцій Ітрій Цирконій Ніобій Молібден Технецій Рутеній Родій Паладій 47 48 49 50 51 52 53 54 107,868 Ag 112,40 Cd 114,82 In 118,69 Sn 121,75 Sb 127,60 Te 126,9044 I 131,30 Xe
5
Срібло Кадмій Індій Олово Сурма Телур Йод Ксенон
55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 Cs 132,905 Ba 137,34 La* 138,91 Hf 178,49 Ta 180,94 W 183,85 Re 186,2 Os 190,2 Ir 192,2 Pt 195,0
9 Цезій Барій Лантан Гафній Тантал Вольфрам Реній Осмій Іридій Платина
79 80 81 82 83 84 85 86 Au 196,967 200,59 Hg 204,37 Tl 207,19 Pb 208,980 Bi (209) Po (210) At (222) Rn
6
Золото Ртуть Талій Свинець Тантал Полоній Астат Радон 87 88 89 104 105 Fr (223) Ra (226) Ac**
(227) Ku (261)
7
Францій Радій Актиній Курчатовій
*лантаноїди
58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Ce 140,12 Pr 140,907 Nd 144,24 Pm |145| Sm 150.4 Eu 151,96 Gd 157,25 Tb 158,924 Dy 162,50 Ho 164,930 Er 167,26 Tm168,93 Yb 173,04 Lu 174,97 Церій Празеодим Неодим Прометій Самарій Европій Гадоліній Тербій Диспрозій Гольмій Ербій Тулій Ітербій Лютецій **актиноїди
90 91 92 93 94 96 96 97 98 99 100 101 102 103 Th 232,03 Pa (231) U 238,03 Np (237) Pu (244) Am (243) Cm (247) Bk (247) Cf (251) Es (254) Fm (257) Md(258) No (258) Lr (256) Торій Протактиній Уран Нептуній Плутоній Америцій Кюрій Берклій Каліфорній Ейнштейній Фермій Менделєєвій (Нобелій) (Лоуренсій)
390
391
13. РОЗПОДІЛ ЕЛЕКТРОНІВ ПО РІВНЯХ
еле-мент
K L M N еле-мент
K L M N O P еле-мент
K L M N O Р Q
H He Li Be B C N O F
Ne Na
Mg Al Si P S
Cl Ar K
Ca Sc Ti V
Cr Mn Fe Co Ni
Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 9 10 11 13 13 14 15 16 18 18 18 18 18 18 18 18
1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I
Xe Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18
8 8 9 10 12 13 13 15 16 18
18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 19 21 22 23 24 25 25 27 28 29 30 31 32 32
1 2 2 2 1 1 2 1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 9 9 8 8 8 8 8 9 8 8 8 8 8 8 9
1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Th Pa U
Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md (No) (Lr) Ku
2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18
32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32
10 11 13 13 14 15 17 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 20 21 22 24 25 25 26 28 29 30 31 32 32 32
2 2 2 2 2 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 8 8 9 10
9 9 9 8 8 9 9 8 8 8 8 8 9
10
1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
392
14. ТАБЛИЦЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ІЗОТОПІВ
Ізотоп Спін ядра
Надлишок маси атома М–А, а.о.м.
Тип розпаду
Період
напіврозпаду Енергія α-, β-
частинок Т β mах, МеВ
п 1/2 0,008665 β– 11,7 хв 0,78
1Н 1/2 0,007825
1Н2 1 0,014102
1Н3 1/2 0,016049 β– 12,3 роки 0,018
2Не3 1/2 0,016030
2Не4 0 0,002604
3Li6 1 0,015126
3Li7 3/2 0,016005
4 Ве 7 3/2 0,016931 K 53 доби
4 Ве 8 0 0,005308 2α 10–16 сек 0,039
4Ве9 3/2 0,012186
4Ве10 0 0,013535 β– 2,5.106років 0,555
5В10 3 0,012939
5В11 3/2 0,009305
6С11 3/2 0,011431 β+ 20,4 хв 0,97
6С12 0 0
6С13 1/2 0,003354
6С14 0 0,003242 β– 5570 років 0,155
7N13 — 0,005739 β+ 10 хв 1,2
7N14 1 0,003074
7N15 1/2 0,000108
8O15 — 0,003072 β+ 2,1 хв 1,68
8O16 0 –0,005085
8O17 5/2 –0,000867
8O18 0 –0,000840
9F18 — 0,000950 β+ 1,87 години 0,649
9F19 1/2 –0,001595
9F20 –0,000015 β– 12 с 5,42 10Ne20 0 –0,007560
10Ne21 — –0,006151
10Ne22 0 –0,008616
11Na22 3 –0,005565 β+ 2,6 роки 0,540
11Na23 3/2 –0,010227
393
Ізотоп Спін ядра
Надлишок маси атома М–А, а.о.м.
Тип розпаду
Період
напіврозпаду Енергія α-, β-
частинок Т β mах, МеВ
11Na24 4 –0,009033 β– 15 годин 1,39
12Mg23 — –0,005865 β+ 11 с 2,95
12Mg24 0 –0,014956
12Mg25 5/2 –0,014160
12Mg26 0 –0,017409
12Mg27 1/2 –0,015655 β– 9,5 хв 1,75 і 1,59
13Аl26 — –0,013100 β+ 6,7 c 3,20
13Аl27 5/2 –0,018465
13Аl28 3 –0,018092 β– 2,3 хв 2,86
14Si28 0 –0,023073
14Si29 1/2 –0,023509
14Si30 0 –0,026239
14Si31 — –0,021680 β– 2,65 години 1,47
15P30 — –0,024651 β+ 2,5 хв 3,24
15P31 1/2 –0,026237
15P32 — –0,026092 β– 14,3 доби 1,71
16S32 0 –0,027926
16S33 1/2 –0,028540
16S34 0 –0,032136
16S35 3/2 –0,030966 β– 87 доби 0,167
17СI35 3/2 –0,031146
17СI36 2 –0,031688 β–, K 3,1 105 років 0,714
17СI37 3/2 –0,034104
18Аr36 0 –0,032452
18Аr37 3/2 –0,033228 K 32 доби
18Аr38 –0,035679 β– 265 років 0,565
18Аr39 0 –0,037616
19К39 3/2 –0,036286
19К42 2 –0,037583 β– 1,52 години 3,55 і 1,99
24Cr51 7/2 –0,055214 K 28 доби
25Мn55 5/2 –0,061946
27Со58 2 –0,064246 K, β– 72 доби 0,47
27Со59 7/2 –0,066811
27Со60 4 –0,066194 β– 5,2 роки 0,31
394
Ізотоп Спін ядра
Надлишок маси атома М–А, а.о.м.
Тип розпаду
Період
напіврозпаду Енергія α-, β-
частинок Т β mах, МеВ
29Сu63 3/2 -0,070406
29Сu65 3/2 –0,072214
30Zn65 5/2 –0,070766 K, β+ 245 доби 0,325
35Вr82 6 –0,083198 β– 36 годин 0,456
38Sr88 0 –0,09436
38Sr89 5/2 –0,09257 β– 51 доба 1,46
38Sr90 0 –0,09223 β– 28 років 0,535
39Y90 2 –0,09282 β– 64 години 2,24
40Zr94 — –0,09640
47Ag107 1/2 –0,09303
53I127 5/2 –0,09565
53I128 1 –0,09418 K, β+ 25 хв 2,12 і 1,67
58Cе140 — –0,09460
79Аu197 3/2 –0,03345
79Аu198 2 –0,03176 β– 2,7 доби 0,96
81Tl204 — –0,02611 β– 4,1 роки 0,77
82Pb206 0 –0,02554
82Pb207 1/2 –0,02410
82Pb208 0 –0,02336
83Вi209 9/2 –0,01958
83Вi210 4 –0,01589 α 2,6 106 роки 4,97
84Pо210 — –0,01713 α 138 діб 5,3
86Rn222 — 0,01753 α 3,8 доби 5,49
88Ra226 0 0,02536 α 1620 років 4,78 і 4,59
90Тh232 0 0,03821 α 1,4 1010 років 4,00 і 3,98
90Тh233 — 0,04143 β– 22 хв 1,23
92U234 0 0,04090 α 2,5 105 років 4,76 і 4,72
92U235 7/2 0,04393 α 7,1 108 років 4,20 – 4,58
92U236 0 0,04573 α 2,4 107 років 4,45 і 4,50
92U238 0 0,05076 α 4,5 109 років 4,13 і 4,18
92U239 — 0,05432 β– 23,5 хв 1,21
94Pu238 — 0,04952 α 89,6 років 5,50 і 5,45
94Pu239 1/2 0,05216 α 2,4.104 років 5,15–5,10
395
15. ОСНОВНІ ФІЗИЧНІ КОНСТАНТИ
Швидкість світла у вакуумі c=
ссм109982
см10998210
8
,,
Гравітаційна стала
)с(гсм1067,6
)с(м1067,6238
2311 кг
Стандартне прискорення вільного падіння g=
2
2
ссм980,7
см9,807
Число Авогадро NA=
1моль106,025
1кмоль106,02523
26
Універсальна газова стала R=
мольерг108,314
мольДж8,3147
Стала Больцмана k=
Керг101,380
КДж101,38016
23
Елементарний заряд e= Кл101,602 19
Маса електрона me=
МеВ5110109110
10911027
30
,г,
кг,
Питомий заряд електрона кгКл101,76 11em
е
Маса протона mp=
г101,672
кг101,67224
27
Стала Стефана-Больцмана
)Ксм(серг1067,5
)К(мВт1067,5425
438
Стала закону зміщення Віна
b = 0,29 Ксм
396
Стала Планка ħ =
сеВ106582,0серг10054,1
сДж10054,1
15
27
34
Стала Рiдберга R =
15
17
см10097,1
м10097,1
R = срад10067,2 16
Перший Боровський радіус
см10529,0
м10529,08
10
1r
Енергія зв’язку електрона в атомі водню
еВ56,13W
Атомна одиниця маси 1 а.о.м.=
МеВ931,4г101,660
кг10660,124
27
Електрична стала Ф/м10885,0 11
0
м/Ф109 9
041
Магнітна стала Гн/м10
4
Гн/м10257,1
70
60
397
16. ЛІТЕРАТУРА
1. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 1, т. 2, т. 3. – М.: Наука, 1978.
2. Волохов А.Н., Воробьев А.А.,Федоров М.Ф.,Чертов А.Г. Задачник по физике. – М.: Высшая школа, 1968.
3. Фиргант Е.В. Руководство к решению задач по курсу общей физике. – М.: Высшая школа, 1977.
4. Савельев И.В. Сборник вопросов и задач по общей физике. – М.:Наука,1988.
5. Иродов И.Е. Задачи по общей физике. – М.:Наука, 1979. 6. Бабаджан Е.И.,Гервидс В.И., Дубовик В.М., Нерсесов Э. А.
Сборник качественных вопросов и задач по общей физике. – М.: Наука, 1990.
7. Новодворская Е.М.. Дмитриев Э.М. Методика проведение упражнений по физике в вузе – М.: Высшая школа, 1981.
8. Беликов Б.С. Решение задач по физике. Общие методы. – М.: Высшая школа, 1986.
9. Стрелков С.П., Сивухин Д.В., Хайкин С.Э., Эльцин Н.А., Яковлев И.А. Сборник задач по общему курсу с физики. Электричество и магнетизм. – М.: Наука, 1977.
10. Сахаров Д.И. Сборник задач по физике. – М.: Государственное учебно-педагогические издательство министерства просвещения РСФСР, 1958.
11. Бонч-Бруевич В.Л., Звягин И. П., Карпенко И. В., Миронов А. Г. Сборник задач по физике полупроводников. – М.: Наука, 1987.
12. Иродов И. Е. Задачи по квантовой физике. – М.: Высшая школа, 1991.
13. Скіцько І.Ф., Цибалова М.І. Методичний посібник до практичних занять з фізики ІІ семестр – К: ВІТІ НТУУ „ КПІ ”, 2002.
14. Потыкевич И.В., Скицько И.Ф., Сусь Б.А. Сборник задач по физике, 1 семестр. – К.: КВВИУС им.М.И.Калинина, 1981.
15. Потыкевич И.В., Скицько И.Ф., Сусь Б.А. Сборник задач по физике, 2 семестр. – К.: КВВИУС им. М.И. Калинина, 1980.
16. Малинко В.М., Потыкевич И.В., Скицько И.Ф., Сусь Б.А. Сборник задач по физике, часть 3. – К.: КВВИУС им. М.И. Калинина, 1982.
17. Скіцько І.Ф. Основи зонної теорії твердих тіл. Елементи фізики напівпроводників. Фізичні явища в p-n-переході.– Методичний посібник до практичних занять.– К: КВІУЗ, 2000.
398
ДЛЯ НОТАТОК
399
ДЛЯ НОТАТОК
400
ДЛЯ НОТАТОК