Aufgabensammlung zur Festkörperphysik

Die vorliegende Aufgabensammlung zur Festkörperphysik ist auf Studenten zugeschnitten, welche eine einführende Vorlesung in die Festkörperphysik hören. Die umfangreichen, mehrteiligen Aufgaben zu: kristalliner Zustand, Dynamik des Kristallgitters, Elektronen im Festkörper, Halbleiter, Dielektrika, Magnetismus sowie Supraleitung wurden in Übungsgruppen der Universität Konstanz gestellt und erfolgreich bearbeitet. Ausführliche Lösungen dienen zur Kontrolle und zur Vertiefung des Stoffes. Benötigte Zahlenwerte werden zur Verfügung gestellt, ein Anhang zu thermodynamischen Relationen und physikalischen Konstanten rundet das Buch ab.

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Inhalt

1. Kristalliner Zustand der Materie.- 1.1 Struktur idealer Kristalle.- 1.2 Reziprokes Gitter.- 1.3 Kristallstrukturanalyse.- 1.4 Bindungsarten im Kristall.- Lösungen zu Abschnitt 1.1.- Lösungen zu Abschnitt 1.2.- Lösungen zu Abschnitt 1.3.- Lösungen zu Abschnitt 1.4.- 2. Dynamik des Kristallgitters.- 2.1 Modell der linearen Kette.- 2.2 Zustandsdichte von Phononen.- Lösungen zu Abschnitt 2.1.- Lösungen zu Abschnitt 2.2.- 3. Elektronen im Festkörper.- 3.1 Modell des freien Elektronengases.- 3.2 Weitere Anwendung des Fermigas-Modells.- 3.3 Bändertheorie des Festkörpers.- 3.4 Zustandsdichtefunktionen.- 3.5 Kristallelektronen im magnetischen Feld.- 3.6 Transporteigenschaften des Elektronengases.- Lösungen zu Abschnitt 3.1.- Lösungen zu Abschnitt 3.2.- Lösungen zu Abschnitt 3.3.- Lösungen zu Abschnitt 3.4.- Lösungen zu Abschnitt 3.5.- Lösungen zu Abschnitt 3.6.- 4. Halbleiter.- 4.1 Grundlegende Eigenschaften von Halbleitern.- 4.2 Eigenschaften intrinsischer Halbleiter.- 4.3 Dotierte Halbleiter.- 4.4 Bandschemata von Halbleitern.- Lösungen zu Abschnitt 4.1.- Lösungen zu Abschnitt 4.2.- Lösungen zu Abschnitt 4.3.- Lösungen zu Abschnitt 4.4.- 5. Dielektrika.- 5.1 Dielektrika im elektrischen Feld.- 5.2 Optische Eigenschaften isotroper Festkörper.- 5.3 Plasmaschwingungen.- Lösungen zu Abschnitt 5.1.- Lösungen zu Abschnitt 5.2.- Lösungen zu Abschnitt 5.3.- 6. Magnetismus.- 6.1 Diamagnetismus.- 6.2 Paramagnetismus lokalisierter magnetischer Momente.- 6.3 Elektrisches Kristallfeld.- 6.4 Magnetismus delokalisierter Elektronen.- 6.5 Kooperative magnetische Erscheinungen.- Lösungen zu Abschnitt 6.1.- Lösungen zu Abschnitt 6.2.- Lösungen zu Abschnitt 6.3.- Lösungen zu Abschnitt 6.4.- Lösungen zu Abschnitt 6.5.- 7. Supraleitung.- 7.1 Supraleiter im magnetischenFeld.- 7.2 Verlustfreier Stromtransport in Supraleitern.- 7.3 Thermodynamik des supraleitenden Zustandes.- Lösungen zu Abschnitt 7.1.- Lösungen zu Abschnitt 7.2.- Lösungen zu Abschnitt 7.3.- A. Thermodynamische Relationen.- A.l Thermodynamische Potentiale.- A.2 Thermodynamisches Quadrat.- A.3 Allgemeine Form des Thermodynamischen Quadrates.- B. Physikalische Konstanten.- B.l Konstanten in SI-Einheiten.- B.2 Konstanten in anderen Einheiten.- B.3 Die cgs-Einheiten Gauß und Oersted.