Масса и импульс фотона. Давление света. Эффект Комптона.

Согласно гипотезе световых квантов Эйнштейна, свет испускается, поглощается и распростроняется дискретными порциями (квантами), названными фотонами. Энергия фотона E₀=h. Его масса находится из з-на взаимосвязи массы и энергии: . Фотон – элементарная частица, которая всегда движется со скоростью света.

Импульс фотона: .

Эффект Комптона – упругое рассеяние коротковолнового эл.м.излучения на свободных электронах в-ва, сопровождающееся увеличением длины волны. Наблюдается не только на электронах, но и на других заряженных частицах, однако из-за большой массы протона его электрон нельзя считать свободнам.

Корпускулярно-волновой дуализм свойств вещества. Некоторые свойства волн де Бройля.

С каждым микрообъектом связываются, с одной стороны, корпускулярные хар-ки – энергия Е и импульс р, а с другой – волновые хар-ки – частота  и длина волны . Количественные соотношения: , .

Волны де Бройля: Испытывают дисперсию.

Соотношение неопределённостей Гейзенберга. Общее уравнение Шредингера.

Микрочастица не может иметь одновременно и определённую координату, и определённую соответств проекцию импульса. Произведение неопределённостей координаты и соотв ей проекции импульса не может быть меньше величины порядка h.

Ур-ие: , m- масса частицы,  - опратор Лапласа. I – мнимая единица, U(x,y,z,t) – потенциальная функция частицы в силовом поле, в котором она движется, (x,y,z,t) – искомая волновая функция частицы.

Движение частицы, прохождение её сквозь потенциальный барьер. Туннельный эффект.

Свободная частица – частица, движущаяся в отсутствии внешних полей. . Все положения свободной частицы в пространстве являются равновероятными.

Туннельный эффект – эффект в результате которого микрообъект может пройти сквозь потенциальный барьер. Для этого используют коэффициент прозрачности .

Зонная теория твёрдых тел. Строение и свойства металлов, диэлектриков и полупроводников по зонной теории.

В основе теории лежит адиабатическое приближение. Кванто-механическая система разделяется на тяжёлые и лёгкие частицы – ядра и электроны. Энергия внешних электронов может принимать значения в пределах разрешённой энергетической зоны. Эти зоны разделены зонами запрещённых значений энергии – запрещёнными энергетическими зонами. Ширина зон зависит от размера кристалла.

Собственная и примесная проводимость полупроводников.

Собственные п/п – химически чистые п/п, а их проводимость – собственная проводимость. Ge, Se, InSb, GaAs. При 0 К и отсутствии других внешних факторов они ведут себя как диэлектрики. Проводимость, обусловленная электронами, наз электронной проводимостью n-типа. Проводимость, обусловленная квазичастицами – дырками, наз дырочной проводимостью p-типа.

Примесная проводимость – проводимость п/п, обусловленная примесями. А сами п/п – примесными п/п. В п/п с примесью, валентность которой на единицу больше валентности основных атомов, носителями тока являются электроны; возникает электронная примесная проводимость. Примеси называются донорными.

Если на единицу ниже, то носителями являются дырки, возникает дырочная примесная проводимость. Примеси называются акцепторы.