Εισαγωγή στη...

Click here to load reader

  • date post

    27-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    5.418
  • download

    4

Embed Size (px)

description

2007. LASER , , :. Coulomb. , . . . , . . , . , , .. . . , PauliMaxwell Schroedinger . Maxwell-oltzman, Fermi-Dirac Einstein. Bose, Maxwell , Laplace ,.H W. L. Bragg, Laue, Friedrich – . 1913 Knipping1. ΘΕΩΡΙΑ ΤΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ- Περιγραφή του Μοντ

Transcript of Εισαγωγή στη...

EILAIOIHLTHdYLIKH LTEPEAL KATALTALHLMKIOANNINA 2007iiiiiEILAIOIHAvxtkcucvo Anotxoucvcc Iveoctc kot Avokoo xov Mo0uoxocH4uoiknLtcpcucKutuotuoncuo,ocituictnvkutuvonontevioiotntevtevotcpcevuikevcuontuotoi,cieonoeutioiuuaotuoaoiu uaotcouvtui: nck:oovio koi aconvcc.(u)Iiuticpikuuikucivuikuoiuvevoitouncktpikoupcuutoccveuu o,i;() Iiuti cpiku uiku civui kuoi uvevoi tnc 0cpotntuc;(v) Iiuti cpiku uiku civui oiuouvn cve uu o,i;(o)Iiutikuaoiouikouaoppoouuktivooiuociuotcvn.evnou,votntev uu uonvci vu oic0ci oec uev ou,votntev;(c) Hec oiuoioctui o n,oc otu otcpcu;(ot)Iiutinuvvntioncvocuikouccuptutuiuaotn0cpokpuoiucopiocvotpoao;Iiuvuuauvtnooucoctctoicccpetnocicuauitcituincatocpncvveontnckivnonctevncktpovievkuitevaupnvevuaotnvcaiopuontncctucutouc uncaiopuonc kui tevuncaiopuocev touc cccetcpikuacoiu.Otuvkutuvon0cioouoikocn,uvioockuaoiucioiotntuc,aopcivu,pnoioaoin0ci,otn ouvc,ciu,viuto o,coiuoo uikev kuioiutuccevviucioikcc coupovcc. Tctoiu aupuocivutu uaup,ouv oncpu aou, oaec:(u)Huvuatucntevuikevkuitevoiutuccevviuticncktpovikcccoupovcc,()HuvuatucntevvcevoatikevuikevkuitevLASERotcpcuckutuotuoncviutncvunapooooctncvpuiknckuin-vpuikncoatiknc,(v)H cctntncuacpuveviotntucaouc,ci oonvnoci otn uvuatucnaoucvuevuvvntikevacoiev,kivntnpevio,uoc,epic0cpikccuaecicckui to o,coiuoo cuuio0ntev uvvntoctpev,(o)Htc,vooviutevtncaikoivevievckctucuctuitnvuvuatucntevvcev oatikevivevkuitevvcevcvio,utevikpokuutevviutnoiuooontou oetoc.(c)Houoiknuunevcvcpvciev,pnoioaoicioncpuuvi,vcutccoeutioiev aou uoi.ovtui otouc niuvevouc.iv(ot)Tcoc,n0cepiukuintc,vooviuaouc,ciuvuatu,0ciotn4uoikncLtcpcucKutuotuonccoupo.ctuitepucaitu,ecviutncctnkuikutuvonon tev ioovikev uikev.Tuncktpoviukuioiaupnvcccivuiooptiocvuoeutioiukuioictucutoucuncaiopuociccivuikupiecncktpootutikcc.Mcaouuauoviucvuotcpcocivuiiuouovnncktpovievkuiaupnvevaouuncaiopouv ctucu touc c to voo tou Coulomb. Tu ncktpoviu c,ouvkuutikccioiotntcc,uaukououvtnvuauvopcutiknup,ntouPaulikuinouacpiooputoucacpivpuoctuictnvkuvtiknn,uvikn.Autoc,cionuvtikcc ouvcacicc otn ouacpioopu touc. Tu ncktpoviu oc cvu otcpcoocvaui.ouvoutoioiopooviutovapoooiopiooiucioiotntuctou.Hcktpoviucikpncvcpvciucivuiaoukuuococucvuotoutoo,canpcu.ovtui cu,iotu uao tu vcitoviku utou kui tic ccetcpikcc ouvucickuiouvcioocpouvcu,iotuoticioiotntccctuoopuctevotcpcev.Tuncktpoviuuutucvovtui nck:ooviokoooiockuioaupnvucctuncktpoviu kupoiuc cvctui iov:ikn koooio. Hcktpoviu c cvun cvcpvciucivuicceuaotnviovtiknkupoiu,canpcu.ovtuiaouuaotuvcitovikuutoukuiticccetcpikccouvucickuiouvcioocpouvaouacpioootcpooticioiotntcctevotcpcev.Tuncktpoviuuutuovou.ovtui nck:oovioo0/vocc,civuiuacu0uvuviutoo,nutiootevotcpcev,kivouvtuiuaooncio oc oncio c tnv caiopuon tev acoiev onioupvevtuc to ncktpikokui to 0cpiko pcuu otu ctuu,uaoppooouv to oec kui ouvcioocpouvotic oatikcc ioiotntcc tou otcpcou..Tuncktpoviukupoiucouvcioocpouvoticuaeotikccouvucicaouuaotpcaouv tnv kutuppcuon tou otcpcou.Ou tu ncktpoviu ouctc,ouv otic uvvntikcc ioiotntcc tev otcpcev.Tuiovtutuuvtevovtuivupeuaotn0coniooppoaiuconioupvevtuckuutuaoucivuiuacu0uvuviutnoiuooontoun,ouotuotcpcukuitnv0cpikn uveviotntu tev ovetev.Tuncktpoviuu.ictuiovtuouuouvotnvcouviontououivocvou tnc uacpuveviotntuc. Tuuiku,oticacpioootcpcctevacpiateocev,piokovtuiockutuotuoniooppoaiucnkutuotuocicaouoiuocpouvcu,iotuuaotnviooppoaiu.Hai0uvotntukutununciuckutuotuoncoivctuiuaotnotutiotiknn,uvikn.Oivooitncouoikncaou,pnoioaoiouvtuiviutnvkutuvonontevioiotntev tev uikev civui oi ioioi c uutouc aou ,pnoioaoiouvtui viu tnvacpivpuon tnc ouacpioopuc tev utoev kui tev opiev:v(u) oi ccioeocic tou Maxwell viu tu ncktpouvvntiku acoiu() n ccioeon tou Schroedinger viu tic kuutoouvuptnocic kui(v) oi vooi tnc 0cpoouvuiknc kui tnc otutiotiknc ouoiknc.Oiooitntccviuvuaupukoou0noouvccukoiutou0nuapcacivuc,ouvvveonctpioucaiacooutnckuvton,uviknc,touncktpouvvntiooukuitnc0cpoouvuiknc.Ioiuitcpuapcacivuvvepi.ouv tu ccnc:(u)Tn,pnontevctuo,nutioevLaplacekuitevoiuvuoutikevtccotev grad, div, curl, otov ncktpouvvntioo kui tn kuvton,uvikn,()Tnvuvuatucniucouvuptnoncococipukuitn,pnontouivuoikououoioou viu tic kuutikcc ouvuptnocic,(v)Nu,cipi.ovtuicukoutouctccotcctnckivntiknccvcpvciuckuitncopnc otn iu kui otic tpcic oiuotuocic,(o)Nucivuioc0convuuvouvticccioeocictouMaxwellkuitnvccioeontouSchroedingerocuauovooiuotutuaponutu,oaeccivuitoouvuikotctpuvevikouopcutockuitouupovikoutuuvtetnkuitnvcacktuon toucotic tpcic oiuotuocic.(c)Aauitcituicaioncnvveontevutoikevkuiopiukevtpo,iukevoccaiacoo ouv,povnc ouoiknc.(ot)Oicvvoicctnccvcpvciuc,tnc0cpokpuoiuckuitnccvtpoaiuc0cepouvtui vveotcc kui(.) Aauitouvtuiotoi,cieocicvveocictnccvvoiuctevocpiovievkuitevao.evievkuitevkutuvoevMaxwell-oltzman,Fermi-DirackuiBose-Einstein.viHoto cvot xo Lxcpc YtkTuutoucvocotcpcouocvcivuiukivntuuutuuvtevovtuicikpoautocvupeuaoiu0coniooppoaiuc.Oiukivntcc0cociciooppoaiucoivouv oto otcpco iu otu0cpn oon kui tu cc,epi.ouv uao tu uvpu kui tuucpiu.Ltuuvpukuiotuucpiutuutoukivouvtuioccvuccuaootuocickuinoontoucocvcivuiotu0cpn.Hkutuvontev0coceviooppoaiucopi.ci tn oon tou otcpcou: oiukpivouc tpiu cion:(o) Kpvoxotk,() Auopoo kot(y) Hovkpvoxotk.Ltouckpuotuoucoi0cociciooppoaiuco,nuti.ouviuvcectpiknoiutucnaoucauvuuuvctuiocooto,epo,epicvuctuucitnouotuon tic oiuotuocic n tovapoouvutoioo tnc.Lc cvu uopoo otcpcooi0cociciooppoaiuctevutoevocvo,nuti.ouvtctoiucauvuuuvocvnoon.Tuaoukpuotuikuotcpcuuaotcouvtuiuaoikpouckpuotuoucaouovou.ovtuikpuotuitcc.Tuutouo,nuti.ouv iu oiutucnoaec oi kpuotuoi uu o apoouvutoiooc tncoiutucnc uu.ci uaotou oto opio tou kpuotuitn. Ku0c otcpco 0u civuikpuotuikoaoukpuotuikonuopoouvuovuctovtpoaoaupuokcunc.Huaupcntevkpuotuikevotcpcevntuvvveotnuaotov18ouievuotoucvceovoucoioaoioici,uvauputnpnociotiotuvc0puuuvcvukpuotuoo,nuti.otuvauvtunioiuveviuctucutevcaiacoevcopevaou onioupvoutuv. H uconacipuutikn caicuieon tnckuvovikotntuctevooikevovuoevoccvukpuotuikootcpcocvivcto1913cticcpvuoicctevW.kuiL.Bragg,Laue,FriedrichkuiKnippingoioaoioiuvukuuuuvtnvkpuotuovpuoiutevuktivevXkuicckivnouvtnvcpcuvu viu tn oiutucn tev utoev otu otcpcu.Eacionoi0cociciooppoaiuctevutoevoccvukpuotuoonioupvouviucauvuuuvocvnacpiooiknoiutucntuotcpcuuutuaupouoiu.ouvuunnouctpiukuic,ouvcctn0ciaouacpioootcpouaootituuopou n tu aoukpuotuiku uiku. H oon tev kpuotuikev otcpcev,ovetncouctpiuc,cuttevcionuvtikutnoouciuocaooucuaoovioouc, cve tu acipuutiku ocoocvuaopouv vu cpnvcu0ouv aiocukou.Hacpiooikotntucivuinuitiuaoun0cepiutevotcpcevuikevc,ci tooo aou apo,epnoci oc o,con c ckcivn tev uvpev uv kui c,ouv tnvioiu aukvotntu.viiLtou0nuuuto0uuo,on0oucuaokciotikuctncctntevkpuotuikev otcpcev. 1. - - - - DC - Hall - AC - - - - - 2 , . .-, . .,, :. - ., , , . ,,. (). . , . . , . . . ,1023 . . . 20 P. Drude1. Drude , 1 Annalen der Physik 1, 566 3, 369 (1900) 3 .Drude, 25 . , Pauli ,Sommerfeld ,Fermi-DiracMaxwell-Boltzmann, Drude. . J.J. Thomson 1897 . ThomsonDrude , , . , 2. . : , , . 2 , , . 4 , , . . 1.1. -Ze -e(Z-Z) eZ 1.1 () ( ). () , . , aeZaZ e3:. C esu e19 1010 60 . 1 10 8 . 4 = =aZaeZ .,Z , . , . , , ,. Z Za 3 e . 5 4. : (Avogadro) 2410 6022 . 0 Am/ , 3cmm () . 3/ cm g AZ , , 3cm V N n / = , AZnm2410 6022 . 0 = (1.1) 1.1 . , 22103cm2210 91 . 0 2210 7 . 24 5. ,1000 . : 1. . ,(Freeelectron approximation). 2. . - (independentelectronapproximation., 4 , Drude, . 5 . ( ). . 6 . , Newton 6. 3. . 4. ( . ) / 1 . dt / dt . (relaxationtime) . , . , , . ( ) . ( , relaxation time approximation) 5. 7. : ( ) . 6 , - , Drude . . - , , - -. 7 . 7 1.1 Z) / 10 (3 22cm n) ( osr0/ a rs Li (78K)14.701.723.25 Na(5K)12.652.083.93 K(5K)11.402.574.86 Rb(5K)11.152.755.20 Cs(5K)10.912.985.62 Cu18.471.412.67 Ag15.861.603.02 Au15.901.593.01 Be224.70.991.87 Mg28.611.412.66 Ca24.611.733.27 Sr23.551.893.57 Ba23.151.963.71 Nb15.561.633.07 Fe217.01.122.12 Mn(a)216.51.132.14 Zn213.21.222.30 Cd29.271.372.59 Hg(78K)28.651.402.65 Al318.11.102.07 Ga315.41.162.19 In311.51.272.41 Tl310.31.312.48 Sn414.81.172.22 Pb413.21.222.30 Bi514.11.192.25 Sb516.51.132.14 (a)(300) . .(1.2). srZ .Drude . R.W.G.Wyckoff, Crystal Structures, 2nnd ed., Interscience, New York, 1963. 8 . - t) (t pG.t t + , ) ( t t p +G. ) (t FG t t + dt t f t p t t p ) ( ) ( ) (GG G+ = + , . tt / t , / 1 t . dt t + 8 2) ( ) ( ) ( ) ( ] ) ( ) ( )[ 1 ( ) (tt F t t F t ptt p t t F t ptt t p + = + = +G GG GGG G(1.2) (1.2) t dt t +( ). . (1.2) 2) (dt tt F dt t F t pttt p t t p + = +) ( ) ( ) () ( ) (G GGG G(1.3) 0 t , ) () ( ) (t ft pdtt p dGG G+ =(1.4) (1.4) 8,(1.3) fG . 9 ) / ) ( ( t pG ..(1.4) . , Hall . DC OhmI : VRI1= ,R . , : ALR = ,,L A.Drude . OhmA I J / = L V E / = 9: E E JG G G = = 1(1.5) , JG / 1 = . n G, G. , dt dt G, ) ) ( ( A dt n . Ae , 9 , EG . . JG10A dtAdt ne . GGne J = (1.6) , . .(1.8), G . G. EG :. . (1.4) E epdtp dGG G+ = (1.7) ( 0 / = dt p dG) E EmeE e p eEp = = = = 0 , (1.8) meE = = (1.9) (1.8) (1.6) E E Emnene JG G GGG12= = = = ,(1.10) nemne= = =21 (1.11) 11 .(1.11)() , . DrudeOhm ..(1.11) .1.2 . (1.2) . . (1.11)(1.2) 1.3. , 10-14-10-15s., (4) . s910 2 . 2nem = = A(1.13) , mT kT k m 323212 2= = . m T k / 3 = . m/s. nm. . , . 410 1 . 0 10 10 / 10 ~10 14 4= = m s s m Amm m s s m 1 10 10 / 103 9 6= = = A12 Drud