Festkörperphysik. Aufgaben und Lösungen
1. Auflage
Erschienen am 20. Dezember 2013
XI, 309 Seiten
978-3-486-85896-9 (ISBN)
Beschreibung
Erst beim Lösen von Aufgaben stellen sich Fragen, die man meint geklärt und verstanden zu haben. Zur Ergänzung des anerkannten Lehrbuchs Festkörperphysik von Rudolf Gross und Achim Marx dient das vorliegende Übungsbuch mit 100 Aufgaben und kompletten Musterlösungen zu allen großen Gebieten der modernen Festkörperphysik. Anhand ausführlicher Lösungswege ermöglicht es sowohl eine Vertiefung und Erweiterung der Kenntnisse als auch die Selbstkontrolle des erlernten Stoffs. Die erfahrenen Dozenten leiten Studierende dazu an, sich physikalisches Wissen selbst zu erarbeiten und Hindernisse bei der Findung des eigenen Lösungswegs zu überwinden.Die einzelnen Lösungsschritte sind nachvollziehbar und verständlich formuliert, wobei zahlreiche Abbildungen die bearbeiteten Themen zusätzlich veranschaulichen. Ideal zur Prüfungsvorbereitung und zum selbständigen Lernen.
Weitere Details
Sprache
Deutsch
Verlagsort
Berlin/München/Boston
Deutschland
Zielgruppe
Für höhere Schule und Studium
Für Bachelor- und Masterstudierende der Physik und Materialwissenschaften
Illustrationen
83 s/w Abbildungen, 3 s/w Tabellen
83 b/w ill., 3 b/w tbl.
Dateigröße
12,73 MB
ISBN-13
978-3-486-85896-9 (9783486858969)
Schweitzer Klassifikation
Weitere Ausgaben
Personen
Rudolf Gross, Achim Marx, Dietrich Einzel, Walther-Meißner-Institut für Tieftemperaturforschung, TU München
Inhalt
- Intro
- Vorwort
- 1 Kristallstruktur
- A1.1 Tetraederwinkel
- A1.2 Die Millerschen Indizes
- A1.3 Die hcp-Struktur
- A1.4 Bravais-Gitter
- A1.5 Kupfer-Sauerstoff-Ebenen
- A1.6 Zweidimensionales Gitter
- A1.7 Das Diamantgitter
- A1.8 Die sc-, bcc-, fcc- und hcp-Struktur
- 2 Strukturanalyse mit Beugungsmethoden
- A2.1 Reziprokes Gitter eines hexagonalen Raumgitters
- A2.2 Strukturanalyse von Kupfer
- A2.3 Ebenen und Vektoren imRaum- bzw. reziproken Gitter
- A2.4 Volumen der Brillouin-Zone
- A2.5 Pulverdiffraktometrie
- A2.6 Begrenzungsfilter fürNeutronen
- A2.7 Ein Debye-Scherrer Experiment
- A2.8 Beugungseffekte an einemeindimensionalen Gitter
- A2.9 Strukturfaktor von Diamant
- A2.10 Strukturfaktor von CsCl und CsI
- A2.11 Atomformfaktor von atomaremWasserstoff
- A2.12 Formfaktor von Fullerenen
- 3 Bindungskräfte in Festkörpern
- A3.1 Bindungstypen
- A3.2 Bindungsenergien eines Neonkristalls mit bcc-, hcp- und fcc-Struktur
- A3.3 Ionenkristall aus identischen Atomen
- A3.4 Eindimensionaler Ionenkristall
- A3.5 sp2-Hybridisierung
- A3.6 Zweiatomige Moleküle
- 4 Elastische Eigenschaften von Festkörpern
- A4.1 Elastizitätstensor und Poisson-Zahl
- A4.2 Schwingungen in einem Aluminium-Zylinder
- A4.3 Elastische Wellen in [111]-Richtung eines kubischen Kristalls
- 5 Dynamik des Kristallgitters
- A5.1 Lineare Kette aus gleichen Atomen
- A5.2 Wellengleichung im Kontinuum
- A5.3 Lineare Kette aus zweiatomigen Molekülen
- A5.4 Lineare Kette mit übernächster Nachbarwechselwirkung
- A5.5 Ultraschallexperiment
- A5.6 Massendefekt in linearer Atomkette
- A5.7 Zustandsdichte der Phononen einer ein dimensionalen Kette
- A5.8 Singularität in der Zustandsdichte
- A5.9 Kohn-Anomalie
- 6 Thermische Eigenschaften des Kristallgitters
- A6.1 Mittlere thermische Ausdehnung einer Kristallzelle
- A6.2 Spezifische Wärmekapazität
- A6.3 Nullpunkts-Gitterauslenkung undDehnung
- A6.4 Spezifische Wärme eines eindimensionalen Gitters und eines Stapels aus zweidimensionalen Schichten
- A6.5 Erzeugung akustischer Phononenmit einem Ultraschallgeber
- 7 Das freie Elektronengas
- A7.1 Fermi-Gase in d Dimensionen
- A7.2 Fermi-Gasmit linearer Dispersion
- A7.3 Chemisches Potenzial in zwei Dimensionen
- A7.4 Fermi-Gase in der Astrophysik
- A7.5 Flüssiges 3He als Fermi-Gas
- A7.6 Mittlere Energie, Druck und Kompressibilität eines zweidimensionalen Fermi-Gases
- A7.7 Frequenzabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit eines Metalls
- A7.8 Leitfähigkeitstensor
- A7.9 Elektronische spezifische Wärmekapazität von Kupfer
- A7.10 Ladungstransport bei Vorhandensein von zwei Ladungsträgersorten
- A7.11 Sommerfeld-Entwicklung
- A7.12 Temperaturabhängigkeit des chemischen Potenzials
- 8 Energiebänder
- A8.1 Fermi-Flächen und Brillouin-Zonen
- A8.2 Ebenes quadratisches Gitter
- A8.3 Reduziertes Zonenschema
- A8.4 Zweidimensionales Systemstark gebundener Elektronen
- A8.5 Dreidimensionales Systemstark gebundener Elektronen
- A8.6 Bandüberlappung
- 9 Dynamik von Kristallelektronen
- A9.1 Maxwell-Gleichungen
- A9.2 Elektromagnetische Skin-Tiefe im Drude-Modell
- A9.3 Elektrische und thermische Leitfähigkeit
- A9.4 Linearisierte Boltzmann-Transportgleichung
- A9.5 Teilchen-, Ladungs-, Energie-, Entropie- und Wärmestrom
- A9.6 Freies Elektronengas im Magnetfeld
- A9.7 De Haas-van Alphen-Effekt
- A9.8 Extremalbahnen im reziproken Raum
- 10 Halbleiter
- A10.1 Hall-Effekt und elektrische Leitfähigkeit von Halbleitern
- A10.2 Ladungsträgerdichte von Halbleitern
- A10.3 p-n Übergang
- A10.4 Solarzelle
- A10.5 Elektrischer Transport und Wärmetransport in Metallen und Halbleitern
- A10.6 Quantentrog in AlAs-GaAs-Heterostruktur
- A10.7 Quantum Confinement und Halbleiter-Laser
- A10.8 MOSFET
- 11 Dielektrische Eigenschaften
- A11.1 Polarisierbarkeit von atomarem Wasserstoff
- A11.2 Makroskopisches elektrisches Feld
- A11.3 Polarisation einer Kugel
- A11.4 Plasmafrequenz, elektrische Leitfähigkeit und Reflexionsvermögen von Metallen
- A11.5 Plasmafrequenz von Indium-dotiertem Zinkoxid (ITO)
- A11.6 Plasmonen-Schwingung einer metallischen Kugel
- A11.7 Ausbreitung von polarisiertemLicht in ionisiertem Medium-Magnetooptik
- A11.8 Lineare ferroelektrische Anordnung
- 12 Magnetismus
- A12.1 Festkörper im inhomogenen Magnetfeld
- A12.2 Hundsche Regeln
- A12.3 Klassische Dipol-Dipol-Wechselwirkung
- A12.4 Brillouin-Funktion
- A12.5 Quantenmechanisches Zweiniveausystem
- A12.6 Paulische Spin-Suszeptibilität
- A12.7 Curie-Weiss-Gesetz
- A12.8 Ferromagnetismus der Leitungselektronen
- A12.9 Spezifische Wärme von Magnonen
- A12.10 Sättigungsmagnetisierung von Ferrimagneten
- 13 Supraleitung
- A13.1 Dauerstromexperiment
- A13.2 Magnetisierung eines Supraleiters
- A13.3 Das Eindringen eines Magnetfeldes in eine dünne Platte
- A13.4 Spezifische Wärmekapazität von Supraleitern
- A13.5 Cooper-Paare
- A13.6 Spin-Suszeptibilität in BCS-Supraleitern
- A13.7 Stromdichte in BCS-Supraleitern
- A13.8 Zweiflüssigkeitsbeschreibung der Supraleitung
- A13.9 Energieabsenkung im Grundzustand eines Supraleiters
- A SI-Einheiten
- A.1 Die SI Basiseinheiten
- A.1.1 Einige von den SI Einheiten abgeleitete Einheiten
- A.2 Vorsätze
- A.3 Abgeleitete Einheiten und Umrechnungsfaktoren
- A.3.1 Länge, Fläche, Volumen
- A.3.2 Masse
- A.3.3 Zeit, Frequenz
- A.3.4 Temperatur
- A.3.5 Winkel
- A.3.6 Kraft, Druck, Viskosität
- A.3.7 Energie, Leistung,Wärmemenge
- A.3.8 Elektromagnetische Einheiten
- B Physikalische Konstanten
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Index
