Tính cạnh của khối vuông một mô hình Cobalt vô định hình chứa 3000 nguyên tử.. Dao động mạng – tính chất nhiệt của vật rắn Bài tập 1.. Cho các ví dụ về nhiệt độ Debye cụ thể của một số v
Trang 1BÀI TẬP VẬT LÝ CHẤT RẮN
A Tinh thể chất rắn
Bài tập 1 Cobalt vô định hình có khối lượng riêng nhỏ hơn của Cobalt tinh thể khoảng 1-2% và bằng khoảng 8.80 g/cm3 Tính cạnh của khối vuông một mô hình Cobalt vô định hình chứa 3000 nguyên tử
Bài tập 2 Xem nguyên tử Co là quả cầu cứng bán kính 1.25 Å Tìm hệ số nén trong tinh thể Co (là tỷ lệ giữa tổng thể tích các quả cấu nguyên tử chứa trong ô
cơ sở và thể tích ô cơ sở)
Bài tập 3 SiO2 vô định hình có khối lượng riêng là 2.20 g/cm3 Tìm cạnh khối lập phương chứa 3000 nguyên tử (gồm 1000 nguyên tử Si và 2000 nguyên tử O)
B Dao động mạng – tính chất nhiệt của vật rắn
Bài tập 1 Ý nghĩa vật lý của nhiệt độ Debye là gì? Cho các ví dụ về nhiệt độ
Debye cụ thể của một số vật liệu Với nhiệt độ T << θ D thì nhiệt dung đẳng tích tính theo Debye có biểu thức:
C V=dU
dT =234 NkB(θ T D)3
Tìm nhiệt dung mol (của 01 mol) Cu ở nhiệt độ 25 K Các số liệu tương ứng có
thể tìm trong tài liệu Lưu ý: N -là số nguyên tử của hệ, k B là hằng số Boltzmann
Bài tập 2 Tốc độ trung bình của sóng âm trong chất rắn là 5×105 cm/s Tìm
độ lớn quảng đường tự do trung bình của phonon trong tinh thể NaCl Biết rằng
ở 273 K thì nhiệt dung dao động mạng của NaCl là 0,45 cal/(cm3.độ) và độ dẫn nhiệt là 0,17 cal/(cm.độ) Cho nhận xét kết quả tìm được?
C Khí điện tử tự do trong kim loại
Trang 2Bài tập 1 Đồng có khối lượng riêng là 8,94 g/cm3 Xem như mỗi nguyên tử Cu
ở trạng thái kim loại cho 01 electron hóa trị (electron dẫn) Tìm thời gian hồi phục, độ linh động điện và độ dẫn điện của Cu?
Bài tập 2 Tốc độ của electron ở mức Fermi của Li là 1,31×108 cm/s Tìm mức
Fermi tương ứng? Nhiệt độ Fermi? Nhiệt dung mol của khí electron trong Li ở nhiệt độ 10 K, từ đó suy ra hệ số γ trong biểu thức nhiệt dung electron tương ứng?
D Chất bán dẫn
Bài tập 1 Tìm xác suất để trạng thái có năng lượng cao hơn mức Fermi 0,10eV
bị chiếm bởi electron ở nhiệt độ 300 K? Một chất bán dẫn tinh khiết có độ rộng vùng cấm là 2,5 eV Tìm xác suất để mức đáy vùng dẫn bị chiếm bởi electron ở cùng nhiệt độ? Xác suất để mức đỉnh vùng hóa trị bị chiếm bởi lỗ trống ở cùng nhiêt độ?
E Từ tính
Bài tập 1 Một electron quay quanh hạt nhân trong nguyên tử trên quỹ đạo tròn bán kính r với vận tốc là v Xác định biểu thức tính moment từ của electron theo cơ học cổ điển?
Bài tập 2 Tìm giá trị moment từ của nguyên tử Fe ở nhiệt độ xác định (ví dụ: 0K hay 300 K) trong tài liệu Suy ra độ từ hóa cực đại của 01 mol sắt ở nhiệt đô tương ứng (khi toàn bộ các monment từ đều được xếp song song và cùng hướng)? Làm tương tự cho Ni và so sánh?