Пространственная решётка кристалла
14. Молярный объём кристалла:
,
где - молярная масса; - плотность кристалла.
15. Объём элементарной частицы в случае решётки кубической сингонии:
,
где а – параметр решётки.
16. Число элементарных ячеек в одном моле кристалла:
,
если кристалл состоит из одинаковых атомов, то
,
где п – число одинаковых атомов, приходящихся на элементарную ячейку; - число Авогадро.
17. Число элементарных ячеек в единице объёма кристалла:
,
если кристалл состоит из одинаковых атомов, то
.
18. Параметр кубической решётки, состоящей из одинаковых атомов:
.
19. Расстояние между соседними атомами в кубической решётке:
а) в гранецентрированной:
;
б) в объёмно-центрированной:
.
Теплоёмкость кристалла
20. Среднее значение энергии квантового одномерного осциллятора:
,
где - нулевая энергия ; - постоянная Планка; - циклическая частота колебаний осциллятора; - постоянная Больцмана; - термодинамическая температура.
21. Молярная внутренняя энергия системы, состоящей из невзаимодействующих квантовых осцилляторов:
,
где R – универсальная газовая постоянная; -характеристическая температура Эйнштейна ; - молярная нулевая энергия (по Эйнштейну) .
22. Молярная теплоёмкость кристаллического твёрдого тела по Дебаю:
,
где - характеристическая температура Дебая .
23. Молярная теплоёмкость кристаллического твёрдого тела в области низких температур (предельный закон Дебая):
.
Эта формула справедлива при условии .
24. Теплота, необходимая для нагревания тела:
,
где - масса тела; - молярная масса; и - начальная и конечная температуры тела.
Элементы квантовой статистики
25. Распределение свободных электронов в металле по энергиям при абсолютном нуле:
,
где - концентрация электронов, энергии которых заключены в пределах от до ; -масса электрона.
Это выражение справедливо при (где -энергия или уровень Ферми).
26. Энергия Ферми в металле при :
,
где - концентрация электронов в металле.
Полупроводники
27. Удельная проводимость собственных полупроводников:
,
где е – элементарный заряд; п – концентрация носителей тока электронов и дырок; и - подвижности электронов и дырок.
28. Напряжение на гранях прямоугольного образца при эффекте Холла, холловская разность потенциалов:
,
где -постоянная Холла; В – магнитная индукция; j–плотность тока; а – ширина пластины (образца).
29. Постоянная Холла для полупроводников типа алмаз, германий, кремний и др., обладающих носителями тока одного вида (п или р):
,
где п – концентрация носителей тока.
Магнетики
30. Связь магнитной индукции с напряжённостью магнитного поля в изотропном магнетике:
,
где - магнитная проницаемость среды; - магнитная постоянная.
31. Намагниченность однородного изотропного магнетика:
а)рассчитанная на единицу объёма:
;
б) молярная:
,
где - магнитный момент i-й молекулы (атома); N–число молекул в объёме V; m–масса магнетика; М – молярная масса*; - плотность магнетика.
32. Магнитная восприимчивость однородного изотропного магнетика:
а) рассчитанная на единицу объёма:
;
б) молярная:
;
в) удельная:
,
где Н – напряжённость магнитного поля.
33. Связь магнитной восприимчивости с магнитной проницаемостью:
.
34. Намагниченность при насыщении в случае однородного изотропного магнетика:
,
где п – концентрация молекул атомов с магнитным моментом .
35. Магнитная восприимчивость парамагнитного однородного изотропного магнетика при условии :
,
где k – постоянная Больцмана; Т – термодинамическая температура.
36. Магнетон Бора:
,
где те – масса электрона; .
37. Частота ларморовой прецессии:
,
гдеВ – магнитная индукция