litceysel.ru
добавить свой файл
1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ



Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Физический факультет


Программа утверждена на заседании Учёного совета физического

факультета « » 2008 г.,

протокол №


Декан физического факультета, доц.


_________________ К.А. Марков


ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА

«Физика конденсированного состояния вещества»


МАГИСТРАТУРА

направление 010700 – «Физика»


Н. Новгород, 2008 г.


Блок «Теоретическая и математическая физика»


  1. Химическая связь и валентность. Типы сил связи в конденсированном состоянии: ван-дер-ваальсова связь, ионная связь, ковалентная связь, металлическая связь.

  2. Квантовая теория колебаний кристаллической решетки. Простая и сложная одномерные цепочки атомов: акустические и оптические колебания. Квантование колебаний. Фононы. Электрон-фононное взаимодействие.

  3. Теплоемкость твердых тел. Решеточная теплоемкость. Электронная теплоемкость. Температурная зависимость решеточной и электронной теплоемкости.

  4. Квантовая теория теплоемкости по Эйнштейну и Дебаю. Предельные случаи высоких и низких температур. Температура Дебая.

  5. Теорема Блоха для электронов, движущихся в периодическом поле. Блоховские волновые функции. Квазиимпульс. Зоны Бриллюэна. Энергетические зоны.

  6. Приближение сильно связанных электронов. Интегралы перекрытия. Энергетический спектр.
  7. Приближение почти свободных электронов. Условия брэгговского отражения электронов.


  8. Заполнение энергетических зон электронами. Поверхность Ферми. Плотность состояний. Металлы, диэлектрики и полупроводники. Полуметаллы.

  9. Электроны и дырки в полупроводниках. Гамильтониан Латтинжера.

  10. Поглощения света в полупроводниках (межзонное, примесное поглощение, поглощение свободными носителями).

  11. Сверхпроводимость. Критическая температура. Высокотемпературные сверхпроводники. Эффект Мейснера. Критическое поле и критический ток.

  12. Сверхпроводники первого и второго рода. Их магнитные свойства. Вихри Абрикосова. Глубина проникновения магнитного поля в образец.

  13. Эффект Джозефсона.

  14. Теория сверхпроводимости Боголюбова. Куперовские пары. Длина когерентности. Энергетическая щель.

  15. Теория ферми-жидкости Ландау.


Блок «Физика кристаллов»

  1. Аналитическая геометрия кристаллического пространства. Кристаллическая решетка. Элементарная ячейка. Кристаллографические системы координат. Обратная решетка и их свойства. Основные формулы решетчатой кристаллографии. Кристаллографические проекции

  2. Точечная симметрия кристаллов. Точечные группы симметрии кристаллов. Сингонии. Простые формы кристаллов.

  3. Решетки Бравэ. Пространственные группы симметрии кристаллических структур. Правильные системы точек пространственных групп.

  4. Химические связи в кристаллах. Принцип плотнейшей упаковки. Двух- и трехслойные упаковки одинаковых шаров. Структурные типы кристаллов. Полиморфизм, изоморфизм, морфотропия. Псевдосимметрия кристаллических структур.
  5. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Условия Лауэ. Формула Вульфа-Брэгга. Интерференционное уравнение и сфера отражения. Дифракционные погасания, вызванные центрированными решетками Бравэ, винтовыми осями, плоскостями скользящего отражения.


  6. Рассеяние рентгеновских лучей электроном. Функция атомного рассеяния. Структурная амплитуда, структурный фактор. Влияние симметрии на вид формул структурной амплитуды. Температурный фактор. Интегральная интенсивность. Фактор Лоренца. Фактор поглощения. Первичная и вторичная экстинкция. Фактор повторяемости.

  7. Метод порошка (метод Дебая). Интерпретация дифракционной картины с помощью обратной решетки. Способы получения рентгенограмм от поликристалла. Индицировка дебаеграмм в различных сингониях и определение параметров элементарной ячейки.

  8. Определение симметрии и ориентации кристалла (метод Лауэ). Условие дифракции и его интерпретация с помощью обратной решетки и сферы отражения. Закономерности дифракционной картины: зональные кривые, важные узловые ряды и сетки. Симметрия лауэграмм. Определение точечной симметрии кристалла по лауэграммам.

  9. Фазы и компоненты. Условия протекания кристаллизации. Условия равновесия и превращения фаз. Кристаллизация в однокомпонентной системе.

  10. Гомогенное зарождение капель жидкости из пересыщенного пара. Гомогенное зарождение кристаллов. Гетерогенное зарождение кристаллов. Размножение кристаллов. Влияние внешних воздействий на скорость зародышеобразования.

  11. Рост и равновесная форма кристаллов. Рост идеального кристалла путем образования двумерных зародышей.

  12. Рост кристаллов из пара. Адсорбционный слой и поверхностная диффузия.


Блок «Физическое материаловедение»

  1. Нано- и микрокристаллические металлы, сплавы, композиты: классификация, способы получения, физико-механические свойства.

  2. Ротационные дефекты кристаллической решётки – дисклинации. Мощность дисклинации, дислокационное представление частичной клиновой дисклинации.
  3. Дислокационная стенка, как дисклинационный диполь, понятие оборванной субграницы.


  4. Упругие энергии дисклинации и дислокации в бесконечном кристалле. Эффект экранирования упругого поля дисклинации системой дислокаций.

  5. Феменология структурной сверхпластичности.

  6. Микромеханизмы сверхпластической деформации.

  7. Строение и свойства большеугловых границ зёрен.

  8. Основные закономерности фрагментации металлов при пластической деформации.

  9. Взаимодействие лазерного излучения с веществом, структурные изменения в металлах и сплавах под действием лазерного излучения.

  10. Применение технологии параллельных вычислений в твердотельных системах со многими степенями свободы.

  11. Определение дефектов кристалла рентгеновскими методами (анализ формы дифракционных линий).

  12. Классификация текстур. Методы исследования преимущественной ориентации в поликристаллических материалах (рентгеновский и акустический метод).

  13. Теория рассеяния рентгеновских лучей полидисперсными двухфазными системами (малоугловое рассеяние рентгеновских лучей).

  14. Твёрдые растворы. Рентгенографические методы их исследования.

  15. Микроскопические методы исследования вещества (оптические, просвечивающая электронная, растровая электронная, туннельная и др. микроскопии), преимущества и недостатки этих методов.

  16. Принципы формирования изображения в оптических, растровых электронных, просвечивающих электронных и туннельных микроскопах. Их разрешающая способность.