DozentIn Prof. Dr. H. R. Ott

Prüfungsart Physik, Teil A Prüfungssession Herbst 2002 Fach Festkörperphysik

DozentIn Prof. Dr. H. R. Ott

Ott hat bei der Begrüssung sogar gelächelt.

Erste Frage:Wie unterteilt man FK's?

Antwort:Isolatoren und Metalle Frage:Bsp. für Isolator?

Antwort:NaCl

Frage:Was hält FK's zusammen?

Antwort:el.stat.Bindung

Frage:Welche Bindung bei NaCl?

Antwort:ionogene

Frage:was charakterisiert diese?

Antwort:NaCl hat fcc und bezüglich der Abgeschlossenheit der Schalen besitzt Na ein Elektron zuviel und Cl eines zuwenig

Frage:wie sieht jetzt die Ladungsverteilung bez.NaCl aus?

Antwort:Na ist negativ, dasCl positiv Frage:sind sie sicher?

Antwort:ja

Ott:nein Na und Cl sind für sich neutral ich:ja natürlich

Ott:also?

ich:Na(min)Cl(plus) Frage:sind sie sicher?

Antwort:(schon wieder diese Frage)ja

Frage:welche Elektronenkonguration besitzt jeweils Na,Cl?

Antwort:Die abgeschlossenen Schalen von Na und Cl sind durch eine Edelgaskong.

gegeben (korrekt[Ne])

Frage:Wie sieht das aus bezüglich dem einzelne Na Elektron und wie bez.denen des Cl?

Antwort:???

Frage:Hat Na eine s-,oder p-,oder was für eine Wellenfunktion?

Antwort:eine s (korrekt 3s(1)) Frage:und Cl auch?

Antwort:nein (korrekt 3s(2)p(5))

Frage:wieviele äussere Elektronen hat nun Na, und wieviele Cl?

Antwort:(habe ich doch schon beantwortet) Na hat eines und Cl sieben Frage:wie sieht also die Ladungsverteilung bez.NaCl aus?

Antwort:darauf wollte er also hinaus. in dem Falle Na(plus)Cl(minus) Frage:was ist den nun char. für die ionogene Bindung?

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Antwort:Die Energie mit dem attraktieven coulomb Potential plus der Madelungskonstanten alpha, da die n.N. und die übern.N usw. eine Rolle spielen.Dann das repulsieve

in exponentieller Abhängigkeit.

Frage:was sind das für Grössen, wie ist alpha deniert?

Antwort:die unbekannten Konst. lassen sich aus den Ableitungen der Energie bestimmen,alpha über die endliche Summe(exakt hingeschrieben) r(i) Abstand der n.N. usw. und n(i) Anzahl n.N. usw. r(0) ist der Abstand der Ionen also der Gitterabstand

Frage:welche Ionen?

Antwort:Na zum nächsten Na

Ott:schaut komisch.Na zu Na würde sich ja abstossen ich:dann zwischen Na und Cl

Ott:und zwar der minimale Abstand ich:ja der minimale

Ott:dann hat man hier aber ein bischen viel Parameter in der Energie?

ich:ja das r aus den Potentialen wird dann zu r(0) Frage:woher kommt die exp. Abhängigkeit?

Antwort:(das weiss man nicht)experimentell und wenn man zwei Ionen trennen will muss man diese Energie aufbringen(zeichne Graphen mit Minimum Ott schaut komisch)) Pause

ich:man kann auch vereinfacht annehmen das die Atome feste Kugeln sind und sich abstossen, also subtiler,wenn sie einender nähergebracht werden beginnen die Elektronenbahnen zu überlappen (das hätte schon genügt ich Idiot, vielleicht noch Pauliprinzip erwähnen) dann stossen sich die Elektronen untereinander durch ihre Ladungen ab.

Ott:das ist richtig, erklärt aber nicht dei exp. Abhängigkeit Pause

Ott:na gut gehen wir weiter.was hat ein Elektron...ausser einer Masse?

Antwort:Elementarladung...und Spin

Frage:Was haben den metalle wenn man explizit nur die freien Elektronen betrachtet?

Antwort:???magnetische Momente Frage:zum Beispiel

Antwort:(was zum..)Ferroelektrika

Frage:was haben die Metalle für eine Magnetisierung?

Antwort:bei freien Elektronen heben sich die Einzelnen Monente phne äusseres Feld auf

Frage:wei ist die Magnetisierung?

Antwort:M = χ · H mit χ positiv für paramag.(Ott schaut schon wieder sauer)Pauliparam.(zeichne Graphen ohne äusseres Feld mit den Achsen beschriftet) Ott:unterbricht. Was ist das für eine Kurve?

Antwort:(sage E in Abh. von D(E) weil die y-Achse immer Abh. ist von der x-Achse, was Ott prompt umgekehrt hören will D von E) Kurve mit k ² Ott:da hat es kein k in der Zeichnung

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ich:äh nein (will es auswischen worauf das erste Mal der Beisitzer sich meldet und sagt es wäre Besser mit dem trockenen Lappen zu wischen als mit dem nassen Schwamm...Vielen Dank.wie wärs gewesen wenn du dich gemeldet hättest als ich die Abstossung der Elektronenschalen umschrieben,aber nicht beim Namen genannt habe.Dann hättest du mir mehr geholfen) Jetzt kommt meine einzige Berechnumg die ich durchführen musste. Proportional zu dk/de(Ott wollt's natürlich genau wissen)in 3D ∼ √

E D(E)dE = g(k)d ³ k mit der üblichen Berechnung bis zur Proportionalität von Edk/de

Ott:ja das ist aber erst linear

ich:ja mit E = _(2m) ^{¯ h}

^k

kommt man drauf(führe die Rechnung aber nicht zu Ende)

Ott:lacht und sagt OK weiter mir Pauliparam.

ich:jetzt mit Feld und die Verschiebung um µ _bor · H . Sage dass die Pfeile sowohl als Ausrichtung der Momente,als auch des Spins verstanden werden kann und das Magnetfeld eine Richtung bevorzöge weil dadurch die Energie minimiert werde

Ott:Was ist es hier wohl der Spin oder die Momente und warum wird eine Richtung bevorzugt?

ich:die Momente(eigentlich habe ich das mit der Bevorzugung schon gesagt

und gezeichnet)schreibe die Erste Formel hin die beim Pauliparam. vorkommt,komme aber nicht zum Integral.Sage das sich das Ausdrückt in der Besetzungsdichtendierenz n(+)-n(-)

Ott:was ist die Energie einens einzelnen Momentes ich: E = µ _bor · H

Ott:dann würde die Energie ja zunehmen?

ich:???

Ott:kommt nach vorne schreibt ein Minus hin und reicht mir die Hand

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