Рабочая программа учебной дисциплины Методы математической физики (стр. 6 )

14.  Для атомов идеального газа доказать .

15.  Для атомов идеального газа доказать .

16.  Для атомов идеального газа найти .

17.  Для атомов идеального газа доказать .

18.  Для двумерного идеального газа в пленке доказать, что наиболее вероятная скорость , средняя скорость , средняя квадратичная скорость .

19.  Для частиц, выходящих из малого отверстия сосуда в вакуум, доказать, что наиболее вероятная скорость , среднеквадратичная скорость .

20.  Для частиц, выходящих из малого отверстия сосуда в вакуум, доказать, что распределение по энергии .

Вопросы коллоквиума

1.  Фазовое пространство. Число микросостояний. Теорема Лиувилля.

2.  Каноническое распределение. Статистический интеграл. Свободная энергия. Применение к идеальному газу.

3.  Распределение энергии по степеням свободы. Неустранимая погрешность измерительного прибора.

4.  Распределение Максвелла по модулю скорости, распределение по энергии.

5.  Распределение Больцмана. Формула Больцмана.

6.  Термодинамические потенциалы. Химический потенциал. Применение к идеальному газу.

Вопросы экзамена

1.  Биномиальное распределение. Распределение Пуассона и Гаусса. Дисперсия числа частиц.

2.  Статистическое описание системы частиц в фазовом пространстве. Функция распределения. Теорема Лиувилля.

3.  Микроканоническое распределение. Энергетическая плотность состояний. Термодинамические величины. Применение к идеальному газу.

4.  Каноническое распределение. Статистический интеграл. Термодинамические величины. Применение к идеальному газу.

5.  Распределение энергии по степеням свободы. Предельная чувствительность измерительного прибора. Формула Найквиста. Закон Дюлонга и Пти.

6.  Распределение Максвелла по скорости и по энергии. Формула Ричардсона.

7.  Распределение Больцмана. Газ в центрифуге. Поляризация диэлектрика.

8.  Термодинамические характеристики системы с переменным числом частиц. Химический потенциал и его вычисление для идеального газа.

9.  Большое каноническое распределение и его применение к идеальному газу.

10. Распределение электронов около металла и в полупроводнике n-типа.

Форма экзаменационного билета

Министерство образования РФ

Экзаменационный билет № 1

Новосибирский

государственный

технический По дисциплине Спецглавы физики

университет

Факультет РЭФ

Биномиальное распределение.

Распределение Пуассона и Гаусса.

Дисперсия числа частиц.

Составил Краснопевцев 06.06.2006 г.

Утверждаю: Зав. кафедрой ППиМЭ ___________________

7. Правила аттестации студентов

Допуском к экзамену является сдача контрольной работы и коллоквиума.

На экзамене акцент делается на понимании теоретического материала и навыках практического применения полученных знаний. Структура ответа на вопрос экзамена:

1.  Постановка задачи.

2.  Используемые методы решения.

3.  Анализ полученных результатов.

4.  Практическое применение результатов.

Новосибирский государственный технический университет

ФАКУЛЬТЕТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ, ФИЗИКИ

Кафедра Полупроводниковых приборов и микроэлектроники

«УТВЕРЖДАЮ» Декан факультета РЭФ Проф. «___»__________2006 г.

 

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА

Бакалавриат по направлению

210600 "Нанотехнология"

по специальностям:

"Физическая электроника" (071400),

"Микроэлектроника и твердотельная электроника" (200100),

"Электронные приборы и устройства" (200300),

"Промышленная электроника" (200400)

Факультет Радиотехники электроники и физики

Курс 3 Семестр 5

Лекции 68 ч.

Практические занятия 34 ч.

Самостоятельная работа 34 ч.

Экзамен в 5 семестре

Всего 136 ч.

Новосибирск

2006

1.  Внешние требования

Шифр дисциплины	Содержание учебной дисциплины	Л	ПЗ
ОПД. Ф.01 Дисциплина является федеральным компонентом	Введение. Полуклассическая квантовая механика	2	2
Математические основы квантовой механики	8	6
Уравнение Шредингера. Одномерные стационарные задачи	12	10
Центрально-симметричное движение	8	2
Квазиклассический метод. Теория возмущений. Вариационный метод	8	2
Спин электрона. Тождественность частиц	6	2
Рассеяние частиц	2
Плотность квантовых состояний.	2	2
Каноническое распределение квантового газа	4	2
Распределение Ферми–Дирака. Металлы. Полупроводники	8	2
Распределение Бозе–Эйнштейна. Фотоны. Фононы	6	4
Конденсация Бозе–Эйнштейна	2
Общий объем в часах	68	34

2.  Особенности построения дисциплины

Область применения полученных знаний и умений	Курс формирует знания, требующиеся для построения математических моделей явлений и процессов физики низко-размерных квантовых систем, для понимания принципов действия приборов и устройств электроники и микроэлектроники, а также способствует усвоению материала учебных дисциплин: физика твердого тела, физика полупроводников
Основание для введения дисциплины в учебный план направления	Включен в учебный план направления как федеральный компонент
Адресат курса	Студенты по направлению 210600 "Нанотехнология"
Основная цель	Формирование систематических знаний, требующихся для описания низко-размерных квантовых систем, квантовых явлений в газах и твердых телах. Умение решать уравнение Шредингера точными и приближенными методами; количественно описывать квантово-механические эффекты и явления; применять распределения Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна для описания кристаллов, металлов, полупроводников; строить математические модели физических явлений и процессов, лежащих в основе принципов действия приборов и устройств электроники и микроэлектроники.
Основные разделы	Физические и математические основы квантовой механики. Одномерные стационарные задачи. Центрально - и осесимметричные задачи. Квазиклассический метод. Теория возмущений. Спин. Распределение Ферми–Дирака. Металлы. Полупроводники. Распределение Бозе–Эйнштейна. Фононы.
Основные точки контроля – темы контрольных работ	1.  Физические и математические основы квантовой механики. 2.  Одномерные стационарные задачи. Центрально- и осесимметричные задачи. Теория возмущений. Спин. 3.  Распределения Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна.
Связь с другими учебными дисциплинами	Курс предполагает знание основ математического анализа, навыки дифференцирования и интегрирования, владение материалом курса "Методы математической физики".

3. Цели учебной дисциплины

После изучения дисциплины студент будет:

Иметь представление об основных методах квантовой физики и квантовой статистической физики, используемых для описания низко-размерных квантовых систем, квантовых явлений в газах и твердых телах;
Знать особенности квантово-механических эффектов и распределений квантовой статистики;
Уметь:
1.	Применять методы квантовой физики для моделирования движения микрочастиц, для описания низко-размерных квантовых систем;
2.	Решать уравнение Шредингера точными и приближенными методами;
3.	Количественно описывать квантовые явления в металлах, полупроводниках, кристаллах на основе распределений Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна.
Иметь опыт применения полученных знаний для математического моделирования процессов при решении конкретных задач из курсов: физика твердого тела, физика полупроводников, физика конденсированного состояния;
Для успешного изучения курса студенту необходимо знать основы математического анализа, иметь навыки дифференцирования и интегрирования, знать основы теории функций комплексного переменного.
Оценка знаний и умений студентов проводится по итогам трех контрольных работ, коллоквиума и экзамена.

4. Содержание дисциплины