Элементы квантовой электроники

Взаимодействие излучения с веществом. Поглощение излучения. Закон Бугера-Ламберта-Бера.

Спонтанное и индуцированное излучения. Инверсная заселенность энергетических уровней ансамбля атомов. Принцип действия лазера. Особенности лазерного излучения. Применение лазеров.

Элементы физики твердого тела

Твердое тело. Кристаллическая структура. Виды межатомной связи в твердых телах.

Электронный газ в металле. Квантовые статистики. Функция распределения Ферми-Дирака. Энергия и уровень Ферми. Вырожденный электронный газ.

Расщепление энергетических уровней валентных электронов и возникновение энергетических зон при образовании кристаллической решетки из атомов. Схемы энергетических зон для металлов, полупроводников и диэлектриков.

Электропроводность и теплоемкость металлов с квантово-механической точки зрения. Эффективная масса электрона. Сверхпроводимость. Термоэлектронная эмиссия. Работа выхода электронов. Контактные и термоэлектрические явления. Эффект Джозефсона и его применение. Захват и квантование магнитного потока.

Полупроводники. Собственная проводимость полупроводников. Концентрационная и температурная зависимости собственной проводимости. Примесная проводимость в полупроводниках. Электронный и дырочный полупроводники. Бесщелевые полупроводники.

Контакт дырочного и электронного полупроводников (р-n – переход). Полупроводниковые диоды и триоды, их характеристики и применение.

Термосопротивление. Фотосопротивление. Полупроводниковые фотоэлементы (внутренний фотоэффект). Светодиоды. Фотодиоды.

11. Физика атомного ядра и элементарных частиц