Werkstoffwissenschaften Nr.5

Beschreibung

Elektrotechnik Quiz am Werkstoffwissenschaften Nr.5
David //\\
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David //\\
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Zusammenfassung der Ressource

Frage 1

Frage
Für Systeme wie die Elektronen in einem Festkörper ist die Zustandsdichte D(E)...
Antworten
  • die Volumendichte dN möglicher Zustände pro Energieintervall dE
  • die Zahl möglicher Zustände dN pro Einheitszelle V ez
  • gegeben über D(E) = dN/dV

Frage 2

Frage
Was besagt der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ?
Antworten
  • Ohne Einwirkungen von außen bleibt die Energie eines Systems konstant
  • Es gibt kein Perpetuum Mobile erster Art
  • Er beschreibt die Energieverteilung in einem System
  • Am absoluten Nullpunkt der Temperatur hat ein Elektronengas endliche Energie

Frage 3

Frage
Welche Elektronen tragen in Metallen zur Leitfähigkeit bei ?
Antworten
  • Die aus etwa 4*KB*T breiten Aufweichungszone der Fermi Verteilung
  • Nur die Elektronen nahe der Fermikante
  • Knapp die Hälfte
  • Nur die Elektronen mit E~0

Frage 4

Frage
Wie breit ist die Aufweichungszone der Fermi-Verteilung bei T>0 K ?
Antworten
  • 40 eV
  • EG/2
  • 1,1 eV
  • 4*KB*T

Frage 5

Frage
Welche Aussagen zum elektrischen Strom sind richtig ?
Antworten
  • Er wird von freien Elektronen getragen
  • Die Stärke des Stroms ist proportional zum angelegten Elektrischen Feld
  • Alle Elektronen in einem Festkörper tragen zum Stromfluss bei
  • Er wird von Valenzelektronen getragen

Frage 6

Frage
Welche Aussagen/Formeln für die Entropie sind korrekt?
Antworten
  • In einem geschlossenem System ist die Entropie eine Erhaltungsgröße
  • Im thermischen Gleichgewichtzustand hat ein System minimale Entropie
  • Die Entropie misst die Menge der gespeicherten ungerichteten Arbeit in einem System
  • Die Entropie hängt ab von der Zahl der Mikrozustände zu einem Makrozustand

Frage 7

Frage
Was gilt bei Raumtemperatur für die freien Elektronen in einem Metall ohne Äußeres Feld
Antworten
  • Die Elektronen erleiden Stöße und ändern dabei Geschwindigkeit und Richtung
  • Es fliest kein Nettostrom
  • Sie bewegen sich mit sehr hoher Geschwindigkeit
  • Die Elektronen bewegen sich sich frei und ungehindert im Kristallgitter
  • Sie bewegen sich mit sehr kleiner Geschwindigkeit

Frage 8

Frage
Welche Aussagen zur Fermi-Verteilung sind richtig ?
Antworten
  • Sie gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der Elektronen an einem bestimmten Gitteratom anzutreffen ist
  • Für T= 0 K sind alle Elektronen im Grundzustand
  • Sie beschreibt die Verteilung der Elektronen auf die Zustände im Kristall
  • Für große Energien E>>Ef geht sie in die Boltzmann-Verteilung über
  • Für T=0 K geht sie in die Boltzmann-Verteilung über
  • Sie gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der ein Zustand bei der Energie E besetzt wird

Frage 9

Frage
Wo liegt das Ferminiveau, wenn Silizium mit fünfwertigem Phosphor dotiert wird ?
Antworten
  • Mittig zwischen dem Dotierniveau E [D] und der Leitungsbandkante E [L]
  • Mittig zwischen dem Dotierniveau E[D] und der Valenzbandkante E[V]
  • Auf dem Dotierniveau E[D]

Frage 10

Frage
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt , dass...
Antworten
  • die Erzeugung von Energie aus dem Nichts unmöglich ist
  • sich die innere Energie eines Systems ändert, wenn ihm von außen Wärme zugeführt wird oder das System Arbeit leistet
  • die Generation von Arbeit durch das Abkühlen eines Wärmereservoirs unmöglich ist
  • ein System im thermodynamischen Gleichgewicht eine möglichst große Entropie hat

Frage 11

Frage
Was passiert, wenn Silizium mit fünfwertigem Phosphor dotiert wird ?
Antworten
  • Die Leitfähigkeit nimmt zu
  • Es entstehen Energieniveaus knapp unterhalb des Leitungsbandes
  • Das Silizium ändert seine Farbe
  • Es entstehen Energieniveaus knapp oberhalb des Valenzbandes

Frage 12

Frage
Richtige Aussagen zur Leitfähigkeit von Festkörpern
Antworten
  • Eine Temperaturerhöhung verbessert die Leitfähigkeit von Halbleitern
  • Defekte reduzieren die Leitfähigkeit von Metallen
  • Defekte haben keinen Einfluss auf die Leitfähigkeit von Metallen
  • Die Leitfähigkeit von Metallen steigt mit der Temperatur

Frage 13

Frage
Welche Elektronen tragen in Metallen zur Leitfähigkeit bei ?
Antworten
  • Nur die Elektronen mit E~Ef
  • Die aus der etwa 4*KB*T breiten Aufweichungszone der Fermi-Verteilung

Frage 14

Frage
Halbleiter haben ...
Antworten
  • Ein voll besetztes Valenzband
  • Ein Temperatur abhängigen spezifischen Widerstand
  • Eine Bandlücke von etwa ~1eV
  • Ein leeres Leitungsband
  • Eine Bandlücke von >10 eV

Frage 15

Frage
Metalle sind gute Leiter,den sie haben ...
Antworten
  • Ein nur teilweise gefülltes Valenzband
  • Ein mit dem Leitungsband überlappendes Valenzband
  • Keine freien Elektronen
  • Ein vollständig gefülltes Valenzband und eine große Bandlücke
  • Kein Leitungsband
  • Nur wenige freie Elektronen

Frage 16

Frage
Welche Aussagen zum Bändermodell sind richtig ?
Antworten
  • Das Valenzband liegt energetisch oberhalb des Leitungsbandes
  • Das Valenzband liegt energetisch unterhalb des Leitungsbandes
  • Das Valenzband ist immer voll gefüllt
  • Die Bandstruktur ist entscheidend für die elektrische Leitfähigkeit eines Materials

Frage 17

Frage
Was passiert, wenn Silizium mit dreiwertigem Gallium dotiert wird
Antworten
  • Es entstehen Energieniveaus knapp unterhalb des Leitungsbandes
  • Nichts
  • Die Leitfähigkeit nimmt ab
  • Es entstehen Energieniveaus knapp oberhalb des Valenzbandes
  • Die Leitfähigkeit nimmt zu

Frage 18

Frage
Welche der gegebenen Gleichungen beschreibt/beschreiben die Beweglichkeit von Elektronen in leitfähigen Materialien?

Frage 19

Frage
Welche Formel beschreibt das Ohmsche Gesetz ?

Frage 20

Frage
Welche der gegebenen Gleichungen beschreiben die elektrische Stromdichte ?
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