Контрольные вопросы к заключительному экзамену по физике, страница 4

70.  Какими свойствами обладает характеристическое рентгеновское излучение, в чем состоит его механизм? Запишите закон Мозли для характеристического рентгеновского излучения, укажите физический смысл всех его параметров и объясните, почему он имеет такой вид.

71.  Объясните и проиллюстрируйте с помощью рисунков, в чем заключается сущность вынужденного излучения. Когда и кем была высказана гипотеза о его существовании и зачем она понадобилась?

72.  Получите формулу Планка, исходя из существования вынужденного излучения, закономерностей теплового равновесия и выводов классической физики.

73.  Какими уникальными свойствами обладают вторичные фотоны? Получите формулу для изменения интенсивности света при его прохождении через вещество? Обоснуйте, в каком случае при прохождении света через вещество происходит его усиление? Как называется соответствующее состояние?

74.  Укажите, из каких основных частей состоит любой лазер и в чем их назначение. Что такое оптические квантовые генераторы и на какие виды они делятся? Каким образом осуществляется классификация лазеров? Для примера укажите несколько их видов.

75.  На примере рубинового лазера объясните, как с помощью трехуровневой схемы энергетических состояний хрома достигается инверсное состояние. В чем состоит особая роль метастабильного уровня?

76.  Нарисуйте и объясните работу лазера на основе четырехуровневой схемы энергетических состояний. В чем ее преимущество по сравнению с трехуровневой схемой?

77.  Какие основные свойства имеет лазерное излучение? Укажите их связь со свойствами вторичных фотонов при вынужденном излучении света. Укажите основные области применения лазеров. Как при этом используются свойства лазерного излучения?

78.  Покажите, какие методы решения физических задач применяются в классической и квантовой физике для небольшого числа частиц. Покажите, что методы решения физических задач, применяющиеся для небольшого числа частиц, неприемлемы при очень большом числе частиц?

79.  Как определяется функция распределения частиц по энергиям, в чем состоит условие ее нормировки и как ее можно применить для расчета средних значений? Что такое распределение частиц по состояниям, какой оно имеет физический смысл и как с его помощью выражается функция распределения частиц по энергиям?

80.  Какой вид имеют распределения частиц по состояниям для бозонов и для фермионов? Как называются соответствующие распределения? Какой предельный вид имеют распределения частиц по состояниям в классической физике; каким распределениям они соответствуют?

81.  Обоснуйте, какой вид имеет распределение Ферми-Дирака для электронов в металле при абсолютном нуле температуры. Нарисуйте соответствующий график.

82.  Что такое фазовое пространство, как рассчитать его объем в одномерном случае, почему на одно состояние приходится конечный объем фазового пространства и как его определить?

83.  Рассчитайте объем фазового пространства для электронов проводимости в металле, объем фазового пространства, приходящийся на одно состояние, и число состояний электронов.

84.  Рассчитайте энергию Ферми для металла при абсолютном нуле температуры. Сделайте оценку ее величины для типичного металла и обоснуйте, какой вид имеет распределение Ферми-Дирака для электронов при положительной температуре.

85.  Что такое энергия Ферми (приведите определения для всех случаев и поясните рисунками). Рассчитайте функцию распределения для электронов в металле и нарисуйте соответствующие графики для случаев нулевой и ненулевой температуры.

86.  Чему должна быть равна теплоемкость электронного газа в металле по классической теории и почему это не выполняется? Сделайте оценку вклада электронов.

87.  Почему теплоемкость газа не соответствует величине, рассчитанной по степеням свободы? Какие процессы происходят при увеличении температуры; как от нее зависит теплоемкость (нарисуйте и обоснуйте график)?