Рассмотрено важное и перспективное в материаловедении направление — получение металлов в аморфном состоянии. Подробно освещены способы получения и условия формообразования аморфных металлов. Описаны их структура, термическая стабильность, магнитные, электронные, механические и химические свойства, а также сверхпроводимость. Показаны области применения указанных материалов. Для научных работников и специалистов металлургической, машиностроительной, электротехнической, электронной и приборостроительной промышленности.

Книга посвящена важнейшей проблеме, стоящей перед создателями сверхпроводящих магнитных систем, - проблеме стабилизации обмотки магнитной системы. Подробно рассмотрены вопросы тепловой (криостатической) и внутренней стабилизации сверхпроводящих обмоток. Содержится детальный анализ состояния вопроса, приведены практические рекомендации. Книга рассчитана на научных работников и инженеров, работающих в области создания и эксплуатации сверхпроводящих магнитных систем различного назначения; она может быть полезной также аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

Программа курса лекций по электронным свойствам твердых тел. 1. Систематика электронных состояний в кристаллах. Квазичастицы. Адиабатическое приближение. Кулоновское взаимодействие и приближение самосогласованного поля. Волновые функции в периодическом потенциале, теорема Блоха. Квазиимпульс, обратная решетка, зона Бриллюэна. 2. Электронная зонная структура. Приближение почти свободных электронов. Приближение сильно связанных электронов. Функции Ваннье. Электронный спектр металлов, полупроводников, диэлектриков. 3. Приближение эффективной массы в полупроводниках. Уравнение Шредингера для электронов и дырок в методе эффективной массы. Электронная структура примесных атомов. Экситоны Ваннье-Мотта. Уравнение движения электрона в кристалле. 4. Статистическое распределение электронов и дырок в полупроводниках. 5. Кинетическое уравнение Больцмана. Условия применимости. Интеграл столкновений. Взаимодействие носителей заряда с точечными дефектами, фононами и между собой. Времена упругого и неупругого рассеяния, т-приближение. Разогрев электронного газа в электрическом поле. 6. Статические кинетические свойства металлов и полупроводников. Электропроводность электронного газа в металлах и полупроводниках. Вклад электронного газа в термоэлектрические эффекты и теплопроводность. 7. Вычисление линейного отклика по теории возмущений. Формула Линдхарда для диэлектрической проницаемости. Предельные случаи: экранирование статического поля, плазменные колебания. Коновская аномалия, фриделевские осцилляции. 8. Кинетические явления в магнитном поле. Эффект Холла и продольное магнетосопротивление. Классически слабые и сильные магнитные поля. 9. Контактные явления. Условия равновесия контактирующих проводников. Работа выхода и контактная разность потенциалов. Распределение концентрации электронов и электрического поля вблизи контактов металл-полупроводник и полупроводник-полупроводник. Длина экранирования электрического поля. Размерное квантование и представление о двумерном электронном газе. 10. Сверхпроводимость. Экранирование межэлектронного взаимодействия электронами и ионами и эффективное притяжение между электронами. Спектр возбуждений в сверхпроводнике. Незатухающий ток.

Самостійна робота над навчальним матеріалом є основною формою підготовки студентів. Для якісного забезпечення цієї роботи процес вивчення курсу фізики в університеті складається з таких етапів: проведення лекцій; самостійної роботи над підручниками та навчальними посібниками; виконання контрольних завдань; проведення лабораторних робіт та практичних занять; складання заліків та іспитів. Важливе місце серед них займає самостійне виконання студентами контрольних завдань, оскільки розв’язання задач є перевіркою ступеня засвоєння теорії курсу, а рецензії на завдання допомагають доробити та правильно засвоїти різні розділи курсу. В даному посібнику наводяться методичні вказівки щодо самостійної підготовки студентів при вивчені розділу “ Елементи атомної і ядерної фізики та фізики твердого тіла “. Вивчення цього розділу слід починати з елементів квантової механіки і розглянути такі питання, як корпускулярно-хвильовий дуалізм матерії, гіпотезу де Бройля, уяснити, що рух будь-якої частинки згідно з цією гіпотезою завжди супроводжується хвильовим процесом. Виходячи з співвідношень невизначеностей Гейзенберга, визначити межі застосування класичної механіки та зрозуміти, що з цих співвідношень витікає необхідність описування стану мікрочастинок за допомогою хвильової функції, звернувши увагу на її статичний зміст. Доцільно розглянути застосування рівняння Шредінгера до стаціонарних станів ( прямокутна потенціальна яма нескінченної глибини ), слід знати правила квантування енергії, орбітального моменту імпульсу в атомі водню та вияснити зміст трьох квантових чисел. При вивченні теми “ Періодична система елементів” необхідно звернути увагу на фізичний зміст спінового числа та принцип заборони Паулі, на основі якого розглянути розподіл електронів у атомі за станами. При вивченні елементів фізики атомного ядра та елементарних частинок необхідно добре уявляти склад атомного ядра та його характеристики: масу, лінійні розміри, момент імпульсу, магнітний момент ядра, дефект маси ядра, енергію та питому енергію зв’язку ядра. Розглядаючи склад ядра та взаємодію нуклонів у ядрі, потрібно знати властивості ядерних сил та звернути увагу на їх обмінну природу. В процесі вивчення радіоактивного розпаду ядер важливо зрозуміти дискретний характер енергетичного спектру - частинок та - випромінювання, що свідчить про квантування енергії ядер; зрозуміти закономірності - розпаду, пов’язаного з законами збереження енергії і моменту імпульсу. Вивчаючи тему “ Ядерні реакції “, важливо зрозуміти, що у всіх ядерних реакціях виконуються закони збереження: енергії, імпульсу, моменту 4 імпульсу, електричного заряду, маси (масового числа). Особливу увагу слід приділяти реакціям синтезу легких та поділенню важких ядер, питанням ядерної енергетики та проблемам керування термоядерними реакціями. При вивченні теми “ Елементи фізики твердого тіла “ основну увагу необхідно приділяти елементам теорії кристалічної решітки, елементам зонної теорії твердих тіл, напівпровідникам, провідникам ( металам). Розглядаючи ці питання, важливо зрозуміти характер теплового руху в твердих тілах, теорію теплоємності Дебая, розподіл електронів за енергіями при Т = 0 та Т 0 , мати якісну уяву про надпровідність, вияснити різницю між металами, діелектриками та напівпровідниками, розглянути власну та домішкову провідність напівпровідників та вольт-амперну характеристику p – n - переходу.

  Текст у форматі PDF 15.36 Мб