27. Какими особенностями электронного строения определяются свойства кристалла (на примере проводников, полупроводников и диэлектриков)?

В различных вещ-вах, энергетич зоны располагаются по-разному. По взаимному расположению этих зон вещ-ва делят на три большие группы:

1) проводники - зона проводимости и валентная зона перекрываются, образуя 1 зону, называемую зон. проводимости, т обр, e^- может свободно перемещаться м/у ними, получив любую допустимо малую Е. Т обр, при приложении к твердому телу разности потенциалов, e^- смогут свободно двигаться из точки с меньшим потенциалом в точку с большим, образуя эл. ток. К проводникам относятся все металлы. 2) диэлектрики - зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет > 4эВ. Т обр, чтобы перевести e^- из валентной зоны в зону проводимости требуется значительная Е, поэтому диэлектр. ток практически не проводят. 3) полупроводники - зоны не перекрываются и расстояние между ними составляет < 4эВ. Чтобы перевести e^- из валентной зоны в зону проводимости требуется Е меньшая, чем для диэлектр., поэтому чистые полупроводники слабо пропускают ток.

28. Что такое кварки? Кто и когда предложил идею кварков?

Ква́рк — фундаментальная частица в стандартной модели, обладающая электрическим зарядом, кратным e/3. Из кварков состоят адроны. Предложено в 1924 Цвейгом и Гелл-Манном.

29. Какие разновидности кварков были выделены?

Известно 6 ароматов кварков: u(up),d(down),c(charm),b(beauty),s(strange),t(truth). Кроме того, они могут существовать в 3-х состояниях, кот наз-ся «цветом»: «красный», «синий», «зеленый». 30. Приведите составные формулы нейтрона и протона. Почему кварки никогда не наблюдали в изолированном состоянии, отдельно друг от друга?

Кварк.струк-ра протона: p={u1 u2 d3}, нейтрона n={u1 d2 d3}. Предпол-ся, что кварки имеют дробный эл заряд –е/3 и +2е/3, (где е=1,6*10^-19Кл) и взаимодействуют др с др с «силой», увелич-ся с расстоянием. Поэтому их нельзя «разорвать».

31. На какие типы можно разделить элементарные частицы в зависимости от времени жизни (t), массы(m), спина(s)?

t: 1-Стабильные (эл-н, протон);2-Квазистабильные (св-ный нейтрон); 3-Нестабильные.

m: 1)барионы(тяж)-нейтрон, протон; 2)мезоны(средн)--мезоны; 3)лепроны(легк)-ел-н; 4)безмассовые-фотон, гравитон

32. К каким основным типам сил можно свести все известные взаимодействия в природе?

Все виды сил делятся на 4 типа: 1)гравитационная (самая слабая); 2)э/м-ная(основная сила в составе атомов); 3)сильная ядерная; 4) слабая ядерная. 33. Дайте краткую характеристику гравитационному взаимодействию: основные особенности, на каких расстояниях действует, в явлениях какого масштаба проявляется, примеры взаимодействия, указать частицы-переносчики взаимодействия.

Гравит. взаимод. универсально и явл. основной из сил Вселенной, т.к. действует на больших расстояниях, всегда явл. силой притяжения. Частицы-переносчки - гравитоны. Это самое слабое из фундаментальных взаимодействий

34. Дайте краткую характеристику электромагнитному взаимодействию: основные особенности, на каких расстояниях действует, в явлениях какого масштаба проявляется, примеры взаимодействия, указать частицы-переносчики взаимодействия.

Электро-магнитное взаимодействие: обусловливает связь заряженных частиц в атомах и молекулах, и в зависимости от заряда может быть притягив. или отталкивающим. Это основная сила в составе атомов. Э-м взаимод. переносится безмассовым бозоном - фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, а значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами. Э-м взаимодействие осуществляется на значительных расстояниях. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц намного сильнее гравитационного, и единственная причина, по которой электромагнитное взаимодействие не проявляется с большой силой на космических масштабах — электрическая нейтральность материи. Пример: приведение в тонус мышцы, т.е. сокращение, и следующее за этим движение позвонка есть макроскопическое проявление электромагнитного взаимодействия. 35. Дайте краткую характеристику слабому ядерному взаимодействию: основные особенности, на каких расстояниях действует, в явлениях какого масштаба проявляется, примеры взаимодействия, указать частицы-переносчики взаимодействия.

Слабое ядерное взаимодействие действует только в масштабе микромира, проявляется при распаде некоторых квазистабильных элементарных частиц; осуществляется на очень малых расстояниях(~10^-16см); играет важную роль в термоядерных реакциях, поэтому активно участвует в эволюции звезд и др. космических объектов. Частицы-переносчики взаимодействия – W±Z⁰ бозоны. Пример: β-распад нейтрона. 36. Дайте краткую характеристику сильному ядерному взаимодействию: основные особенности, на каких расстояниях действует, в явлениях какого масштаба проявляется, примеры взаимодействия, указать частицы-переносчики взаимодействия.

Сильное ядерное взаимодействие: самое интенсивное; имеет характер притяжения между большинством эл. частиц; проявляется на расстояниях на уровне ядер(~10^-13см); обеспечивает связь кварков внутри протонов и нейтронов, а также их связь внутри ядра. Является короткодействующим и на этих расстояниях существенно превосходит электромагнитное взаимодействие. Не зависит от заряда. Частицы-переносчики - глюоны 37. Изобразите и опишите схему взаимодействия между частицами вещества, которую предлагает квантовая теория.

C точки зрения квантовой теории, взаимодействие между частицами осуществляется через поля, окружающие частицы. Поле – совокупность квантов => взаимодействие частиц описывают как обмен квантами соответствующих полей. Частицы-переносчики, которыми обмениваются частицы вещества – виртуальные, т.е. их нельзя зарегистрировать. Частицы переносчики: гравитац.-гравитоны, э/м-фотоны, слаб.яд.-«векторные бозоны», сильн.яд.-глюоны. 38. Откуда у свободной частицы вещества при взаимодействии с другой частицей появляется энергетический ресурс, чтобы испустить соответствующий квант (частицу-переносчик взаимодействия)?

Для испускания частицы-переносчика необходима E=hν, где h – постоянная Планка.