НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ МИФИ
Факультет экспериментальной и теоретической физики
Утверждено
Ученым советом факультета «Т»
протокол от 23.05.11
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ – СОБЕСЕДОВАНИЯ
ДЛЯ МАГИСТЕРСКОЙ ПРОГРАММЫ
«ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА И ФОТОНИКА»
НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ 140800
«ЯДЕРНЫЕ ФИЗИКА И ТЕХНОЛОГИИ»
МОСКВА, 2011г.
Общие положения
Вступительное собеседование по магистерской программе «Физика твердого тела и фотоника» осуществляется в письменной форме в виде вопросов по темам, приведенным ниже.
Билет для собеседования содержит 3 вопроса.
Оценка выставляется по 100-балльной системе. Неудовлетворительной оценкой является оценка от 1 до 20 баллов.
Содержание программы вступительного собеседования
1. Структура твердых тел.
Химическая связь и валентность. Типы сил связи в конденсированном состоянии. Кристаллические и аморфные твердые тела. Трансляционная инвариантность. Кристаллическая решетка, базис и кристаллическая структура. Примеры кристаллических структур: простая кубическая, ОЦК, ГЦК, ГПУ, структура типа алмаза, CsCl и NaCl. Обозначения узлов, направлений и плоскостей в кристалле. Обратная решетка, ее свойства. Зона Бриллюэна. Дифракция рентгеновских лучей, нейтронов и электронов в кристалле. Условия дифракции по Лауэ и по Вульфу-Брэггу. Дефекты. Точечные дефекты. Дефекты Френкеля и Шоттки. Линейные дефекты. Дислокации.
2. Динамика кристаллической решетки и ее тепловые свойства.
Динамика ионов в твердом теле. Моды и ветви колебаний. Фононы. Функция распределения Бозе-Эйнштейна. Теплоемкость решетки и ее температурная зависимость. Модели Дебая и Эйнштейна. Ангармонизм. Тепловое расширение.
3. Электронные состояния в кристаллах
Зонная структура твердых тел. Металлы и полуметаллы, полупроводники и диэлектрики. Свободные электроны. Теорема Блоха. Зона Бриллюэна. Приближение эффективной массы.
4. Основные электронные свойства металлов
Распределение Ферми. Принцип Паули. Заполнение электронных состояний, поверхность Ферми, энергия Ферми. Плотность электронных состояний. Электронная теплоемкость и ее температурная зависимость.
5. Основные электронные свойства полупроводников.
Статистика электронов и дырок в полупроводниках. Вырожденный и невырожденный полупроводник. Собственный и примесный полупроводник. Уровень Ферми. Температурная зависимость концентрации носителей заряда. Генерация и рекомбинация неравновесных носителей заряда. Дрейф и диффузия носителей заряда. Подвижность носителей заряда.
6. Кинетические свойства металлов и полупроводников
Рассеяние носителей заряда, длина свободного пробега. Электропроводность и электронная теплопроводность. Закон Видемана-Франца. Высокочастотная проводимость и скин-эффект. Эффект Пельтье. Эффект Томсона. Эффект Холла.
7. Основы физической оптики и фотоники
Интерференция света и интерферометры. Дифракция света и дифракционные решетки. Спонтанные и вынужденные переходы. Свойства вынужденного излучения. Квантовое усиление и генерация электромагнитного излучения. Активная среда, способы её получения. Однородное и неоднородное уширение спектральных линий. Открытый (оптический) резонатор. Резонансные свойства оптических резонаторов. Условия генерации электромагнитного излучения. Основные типы оптических квантовых генераторов.
Рекомендуемая литература
1. | , Лифщиц физика в 10 томах. Квантовая механика. М.: Наука, 1989, 2001 |
2. | , Лифщиц физика в 10 томах. Т.5. Статистическая физика, ч.1. М.: Наука, 1976, 1995, 2001 |
3. | Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978. |
4. | Физика твердого тела. М.:Мир, 1979. т.1, т.2. |
5. | Блейкмор Дж. Физика твердого тела. М.: Мир, 1988. |
6. | Бонч-, Калашников полупроводников. М.: Наука, 1977, 1990. |
7. | Шалимова полупроводников. М.: Энергия, 1985. |
8. | Введение в физику лазеров. М.: Наука, 1978 |
9. | Лекции по квантовой электронике. М.: Наука, 1983, 1988. |
10. | . Принципы лазеров. М.: Мир, 1984, 1990. |
Председатель аттестационной
комиссии по направлению
140800 «Ядерные физика и технологии»
