Fyzika pro chemiky II
Ústav fyziky kondenzovaných látek, PřF MU Brno
jarní semestr 2021
Cvičebnice – příklady z pevných látek
Tyto příklady se v roce 2020 odevzdávaly jako zápočtové. Abyste o ně nebyli ochuzení
ani letos, dáváme vám je k dobrovolnému vyřešení (neodevzdávají se), což vám může být
nápomocné v pochopení učiva a zvládnutí zkoušky.
1. Fenomenologický výraz pro závislost potenciální energie dvojice atomů na jejich vzdálenosti je
U(r) = −
A
rn
+
B
rm
Spočtěte obecně polohu minima energie rmin v závislosti na A, B, n, m. Pro n = 6 a m = 12
spočtěte hodnoty konstant A a B (použijte vhodné jednotky), je-li rmin = 1 Å a Umin = −3 eV.
2. Kolik atomů či molekul je v elementární buňce prosté, prostorově centrované, plošně centrované?
Kolik atomů je v elementární buňce NaCl a GaAs?
3. Na polovodič se šířkou zakázaného pásu Eg dopadá světlo s vlnovou délkou λ = 888 nm. Projde
toto záření tenkým vzorkem nebo bude absorbováno a proč? Použijte hodnoty (a) Eg = 1,1 eV a
(b) Eg = 1,6 eV.
4. Jaká je plošná hustota proudu j v A/cm2, teče-li proud I vodičem o průměru d? Spočtěte pro
hodnotu proudu 1 µA a průměr 10 µm.
5. Vezměte si (staré dobré) rádio a na dlouhých vlnách (obvykle označených DV nebo LW) nalaďte
Český rozhlas Radiožurnál. (Moderní rádia už obvykle dlouhé vlny naladit neumožňují.) Na jaké
frekvenci jste tuto stanici naladili? Pokud se vám to nepodařilo (např. nemáte vhodné rádio), použijte
hodnotu f = 270 kHz.
Jaká vlnová délka λ a kruhová frekvence ω tomuto vysílání odpovídá? Jaká by byla mezní koncentrace
elektronů v elektronovém plynu, aby se od ní tyto vlny odrážely? Budou se odrážet vlny
s menší energií (delší vlnovou délkou) nebo vlny s větší energií (kratší vlnovou délkou)?
1