SN · Solid-state, nuclear and particle models

Проводимость полупроводника зависит от доступных состояний и носителей заряда, а не только от общего числа электронов в материале.

Предварительные требования: 25, 45, 46.

• Использовать описание зон и носителей
• Применять идеи радиоактивного распада и связи энергии
• Проверять законы сохранения в реакциях частиц

Заполненные зоны не могут переносить обычный ток без доступных соседних состояний. Металлы имеют частично заполненные или перекрывающиеся зоны; у полупроводников небольшая запрещённая зона. Донорные и акцепторные примеси изменяют концентрацию носителей.

Занятие по Ферми–Дираку равно 1/[exp((E−μ)/(kT))+1]. При нулевой температуре оно превращается в ступеньку на уровне Ферми; тепловое размытие не делает каждое состояние занятым наполовину.

Радиоактивные популяции подчиняются закону N=N0e^(−λt), активность равна λN, а время полураспада — ln2/λ. Энергия связи возникает из-за дефицита масс, умноженного на c²; при обсуждении стабильности сравнивайте энергию связи на нуклон.

В ядерных и элементарных процессах должны сохраняться заряд, энергия, импульс и соответствующие квантовые числа. Бета-распад включает нейтрино или антинейтрино; двухчастичная модель с одним электроном не может объяснить непрерывный спектр его энергии.

Энергия связи — это положительная энергия, необходимая для разделения ядра на свободные нуклоны. Для реакции используйте полные начальные и конечные массы покоя, соблюдая согласованную конвенцию масс.

Уменьшение массы на 0.0040 атомных единиц массы дает Положительное Q означает выделение энергии. Заряд, нуклонное число, энергия и импульс должны все еще быть сбалансированы; одного Q недостаточно для определения скорости реакции.

Активность и выжившая популяция оба уменьшаются, но их единицы различны: активность — это число переходов в секунду.

запрещенная зона: Энергетический интервал без разрешенных объемных электронных состояний в зонной модели.

период полураспада: Время, за которое радиоактивная популяция уменьшается вдвое.