Heute kamen zur schriftlichen Prüfung folgende Fragen:
1) Die longitudinalen Schwingungsmoden einer monoatomaren linearen Kette:
a) Diskutieren Sie die Bewegungsgleichungen, Randbedingungen, Lösungen für die Amplituden und leiten Sie die Dispersionsrelation damit ab (12).
b) erklären Sie den Begriff der ersten Brillouinzone und die Bedeutung der Brillouinzonengrenzen. (3)
c)Wie ändert sich die Dispersionsrelation im falle einer linearen Kette mit einer zweiatomigen Einheitszellen (zwei Atome mit unterschiedlichen Massen - qualitativ, ohne Ableitung). (2)
d) Skizzieren Sie die (eindimensionale) Zustandsdichte D(w), die aus der Dispersionsrelation der monoatomaren linearen Kette resultiert. (3)
(insgesamt 20 Punkte)
2) Diskutieren Sie das Sommerfeldmodell für freie Elektronen:
a) Welche Annahmen liegen diesem Modell zugrunde? (4),
b) Schrödingergleichung, Randbedingungen und die daraus resultierenden Lösungen für die Wellenfunktion und Dispersion (6),
c) Herleitung der Zustandsdichte D(E), des Fermi-Wellenvektors und der Fermi-Energie (6).
d) Welches Ergebnis liefert das Sommerfeldmodell für die Temperaturabhängigkeit der inneren Energie und elektronischen spezifischen Wärme und welche Bedeutung hat der zugehörige Sommerfeldkoeffizient (mit Ansatz für die Berechnung der inneren Energie und der Temperaturabhängigkeit des chemischen Potentials jedoch ohne genauer Ableitung) (4).
(insgesamt 20 Punkte)
3) Magnetismus von Leitungsbandelektronen (= itinerante Elektronen).
a) Diskutieren Sie das Phänomen des Diamagnetismus von Leitungselektronen. Was passiert im Grenzfall hoher Temperaturen und kleiner Magnetfelder, was im Grenzfall tiefer Temperaturen und hoher Magnetfelder? (5)
b) Berechnen Sie die Pauli-Suszeptibilität (d.h. die Suszeptibilität paramagnetischer Leitungselektronen). Die vereinfachte Herleitung für den Fall kleiner Magnetfelder genügt; Skizze beifügen (5).
c) Diskutieren Sie die Austauschwechselwirkung zwischen Leitungselektronen. (4)
d) Leiten Sie aufbauend auf (b) das Stoner-Kriterium für das Auftreten von Ferromagnetismus von Leitungselektronen ab. (6)
(insgesamt 20 Punkte)
Prüfungsfragen 13.01.2023
-
- Beiträge: 2
- Registriert: 07.12.2019, 15:26
Zurück zu „Festkörperphysik I“
Gehe zu
- Forum allgemein
- ↳ Neu hier?
- ↳ Das Forum-Forum
- Studium allgemein
- ↳ Studium allgemein
- ↳ Wahlfächer
- ↳ Bachelor-, Projekt- und Masterarbeiten
- ↳ Studienabschluss
- ↳ Bücher- und Skriptenbörse
- 261 Technische Physik (Bac.)
- ↳ Semester I
- ↳ Analysis I für TPH
- ↳ Einführung in das Physikstudium
- ↳ Grundlagen der Physik I
- ↳ Lineare Algebra für TPH
- ↳ Praktische Mathematik I für TPH
- ↳ Semester II
- ↳ Analysis II für TPH
- ↳ Grundlagen der Elektronik
- ↳ Grundlagen der Physik II
- ↳ Laborübungen I
- ↳ Praktische Mathematik II für TPH
- ↳ Semester III
- ↳ Grundlagen der Physik III
- ↳ Laborübungen II
- ↳ Mathematische Methoden der Theoretischen Physik
- ↳ Mechanik für TPH
- ↳ Semester IV
- ↳ Chemie für TPH
- ↳ Elektrodynamik I
- ↳ Laborübungen III
- ↳ Materialwissenschaften
- ↳ Projektmanagement
- ↳ Semester V
- ↳ Datenverarbeitung für TPH I
- ↳ Physikalische Messtechnik I
- ↳ Quantentheorie I
- ↳ Semester VI
- ↳ Atom-, Kern- und Teilchenphysik I
- ↳ Festkörperphysik I
- ↳ Statistische Physik I
- ↳ Gebundener Wahlfachkatalog: Technische Qualifikationen
- 434 Materialwissenschaften
- ↳ Integrative Pflichtfächer Chemie
- ↳ Physikalische und Analytische Chemie
- ↳ Anorganische und Organische Stoffchemie
- ↳ Integrative Pflichtfächer Maschinenbau
- ↳ Introduction to Finite Element Methods in Solid Mechanics
- ↳ Werkstoffcharakterisierung und zerstörungsfreie Prüfung
- ↳ Integrative Pflichtfächer Elektrotechnik
- ↳ Werkstoffe der Elektrotechnik
- ↳ Halbleiterphysik
- ↳ Integrative Pflichtfächer Bauingenieurwesen
- ↳ Computational Material Modelling
- ↳ Mechanische Werkstoffeigenschaften und Werkstoffprüfung
- ↳ Materialwissenschaften
- 453 Biomedical Engineering
- ↳ Biomedical Engineering
- ↳ Life Science
- ↳ Anatomy and Histology
- ↳ Biology
- ↳ Physiology and Pathology
- ↳ Introduction to Microscopy in Biology
- ↳ Integrative Pflichtfächer
- ↳ Biocompatible Materials
- ↳ Biomedical Instrumentation
- ↳ Biomedical Sensors and Signals
- ↳ Biophysics
- ↳ Biostatistics
- ↳ Instrumental Analytical Biochemistry
- ↳ Introduction to Biology Chemistry
- ↳ Introduction to Biomaterials and Tissue Engineering
- ↳ Introduction to Biomechanics
- ↳ Medical Image Processing
- ↳ Schwerpunkt A: Biomaterials & Biomechanics
- ↳ Schwerpunkt B: Biomedical Instrumentation & Signals
- ↳ Schwerpunkt C: Mathematical & Computational Biology
- ↳ Schwerpunkt D: Medical Physics & Imaging
- 460 Physikalische Energie- und Messtechnik
- ↳ Semester I
- ↳ Atomare Stoßprozesse (Atom- und Molekülphysik, Spektroskopie)
- ↳ Physikalische Chemie
- ↳ Strömungslehre für TPH
- ↳ Betriebswirtschaft (Angewandte Betriebswirtschaftslehre)
- ↳ Statistik
- ↳ Semester II
- ↳ Nachhaltige Energieträger
- ↳ Alternative nukleare Energiesysteme
- ↳ Physikalische Messtechnik II
- ↳ Thermodynamik
- ↳ Echtzeitdatenverarbeitung
- 461 Technische Physik (Mas.)
- ↳ Semester I
- ↳ Betriebswirtschaft
- ↳ Elektrodynamik II
- ↳ Festkörperphysik II
- ↳ Physikalische Analytik
- ↳ Quantentheorie II
- ↳ Semester II
- ↳ Atom-, Kern- und Teilchenphysik II
- ↳ Statistische Physik II
- ↳ Datenverarbeitung für TPH II
- 810 Technische Physik (DI) - ALTER STUDIENPLAN!
- ↳ Semester III
- ↳ Datenverarbeitung für Physiker I
- ↳ Mathematische Methoden der Physik
- ↳ Mechanik für TPH
- ↳ Semester IV
- ↳ Datenverarbeitung für Physiker II
- ↳ Elektrodynamik und Relativitätstheorie
- ↳ Elektrodynamik I VU Homepage
- ↳ Grundlagen der Physik IV
- ↳ Laborübungen III
- ↳ Physikalische Meßverfahren
- ↳ Semester V
- ↳ Atom- und Molekülphysik
- ↳ Chemie für TPH
- ↳ Materialwissenschaften
- ↳ Projektmanagement
- ↳ Quantentheorie I
- ↳ Semester VI
- ↳ Festkörperphysik I
- ↳ Kern- und Teilchenphysik
- ↳ Statistische Physik I
- ↳ Statistische Physik I UE Homepage
- ↳ Semester VII
- ↳ Atomare und Subatomare Physik
- ↳ Festkörperphysik II
- ↳ Physikalische Analytik
- ↳ Statistische Physik II
- ↳ Semester VIII
- ↳ Quantentheorie II
- Wahlfachkataloge
- ↳ Gebundener WFK: Theoretische und Mathematische Physik
- ↳ Gebundener WFK: Atomare und Subatomare Physik
- ↳ Gebundener WFK: Physik der kondensierten Materie
- ↳ Gebundener WFK: Angewandte Physik
- ↳ Gebundener WFK Physikalische Energietechnik
- ↳ Gebundener WFK Physikalische Messtechnik
- ↳ Studienrichtungsspezifischer Zusatzqualifikationen ("Soft Skills")
- ↳ ATHENS-Programm oder Gastprofessuren