Файл: 77. Спектрді трлері. Жтылу жне шыару спектрлеріні сипаттамасы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 202
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Резерфордың тәжірибесі атомның ядролық моделін жасауға негіз болды. Осы модель атомның құрылысы туралы біздердің бүгінгі күнгі түсінігіміздің негізіне алынған. Атомның ортасында атом ядросы орналасқан (мұның өлшемі жуық шамамен 10–14 метр); атомның ядродан өзге көлеміне электрондар жайғасқан. Ядроның ішінде электрондар жоқ (бұл ХХ ғасырдың 30-ж. белгілі болған), ядро оң зарядталған бөлшек протондардан және заряды жоқ бөлшек – нейтрондардан құралған. Атомдағы электрондар саны ядродағы протондар санына тең; бұл берілген химиялық элементтің атомдық нөмірі болып табылады (бұл элементтің периодтық жүйесіндегі реттік нөмірі). Электронның массасы протонның немесе нейтронның массасынан жуық шамамен 2000 есе (дәлірек айтсақ, 1937 есе) аз, сол себепті атомның бүкіл массасы ядрода шоғырланған деуге болады. Электрондар ядромен әрқилы байланысқан; атом бұлардың кейбіреулерін салыстырмалы түрде оңай «жоғалта» алады, электронынан айырылған атом оң ионға айналады. Қосымша түрде электрон қосып алған атом – теріс ион болады. Атом электрмагниттік сәуле жұту кезінде қозады. Атом тек берілген химиялық элементтің сипатына тән энергия мөлшерін (кванттарды) жұтады немесе шығарады (таратады). Атом сәуле жұтқан кезде (кванттық ауысуға ұшырайды) төменгі деңгейден едәуір жоғары деңгейге, ал сәуле шығару кезінде – жоғары деңгейден едәуір төменгі деңгейге ауысады. Квант жұту (шығару) энергиясы әрқашан қарастырылып отырған кванттық ауысулардың арасындағы энергиялар айырымына тең болады.Дж. Дж. Томсонның ұсынған атом моделінен өзгедей де модельдер ұсынылған болатын. Олардың кейбіреулерінің сызбаларымен танысыңыздар.82.Электр өрісінің потенциалы83.Газдың ионизациясы. Иондалу және рекомбинация процестері84.Био – Савар - Лаплас заңы
1720 жылы дат физигі Х. Эрстед тогы бар өткізгіштердің магнит стрелкасына әсерін байқап, оны магнит өрісі деп атады. Бұл өріс оған енгізілген магнит стрелкалары мен тогы бар өткізгіштерге бағыттаушы әсер етеді. 1720 жылы француз ғалымдары Био және Савар әртүрлі пішінді токтар үшін магнит өрістерін зерттеді. Бұл ғалымдардың зерттеулері бойынша, барлық жағдайларда магнит өрісінің индукциясы B , осы өрісті тудыратын токқа І тура пропорционал, ал индукциясы анықталатын нүктеге дейінгі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал болады екен. Тәжірибеден алынған нәтижелерді тұжырымдап, Лаплас ұзындығы dl ток элементінен пайда болатын магнит өрісінің индукциясын анықтайтын өрнекті тапты85.Жартылай өткізгіштердің қасиетіЖартылай өткізгіштер электронды қосымшаларда, әсіресе транзисторлар, диодтар және интегралдық микросхемалар сияқты компоненттерді жасау үшін қолданылады. Олар оптикалық датчиктерге арналған аксессуарлар немесе қосымша заттар ретінде қолданылады, мысалы қатты дене лазерлері және электр қуатын беру жүйелерінің кейбір қуат құрылғылары.Қазіргі кезде элементтің бұл түрі телекоммуникация, басқару жүйелері және сигналдарды өңдеу салаларында технологиялық әзірлемелер үшін отандық және өндірістік қосымшаларда қолданылады.ТүрлеріЖартылай өткізгіш материалдардың әр түрлі түрлері бар, олардың құрамына кіретін қоспаларға және олардың қоршаған ортаның әртүрлі тітіркендіргіштеріне физикалық реакцияларына байланысты.Ішкі жартылай өткізгіштерОлар молекулалық құрылымы атомның бір түрінен тұратын элементтер. Ішкі жартылай өткізгіштердің осы түрлерінің қатарына кремний және германий жатады.Ішкі жартылай өткізгіштердің молекулалық құрылымы тетраэдрлік; яғни, төмендегі суретте көрсетілген төрт қоршаған атомдардың арасында ковалентті байланыстар бар.Ішкі жартылай өткізгіштің әр атомында 4 валенттік электрон болады; яғни әр атомның шеткі қабығында айналатын 4 электрон. Өз кезегінде, осы электрондардың әрқайсысы көршілес электрондармен байланыс түзеді.Осылайша әр атомның ең үстіңгі қабатында 8 электрон болады, сол арқылы кристалл торын құрайтын электрондар мен атомдар арасында қатты байланыс түзіледі.
Осы конфигурацияның арқасында электрондар құрылым ішінде оңай қозғалмайды. Осылайша, стандартты жағдайда ішкі жартылай өткізгіштер өздерін оқшаулағыш тәрізді ұстайды.Сыртқы жартылай өткізгіштерОлар меншікті ішкі өткізгіштер құрамына кірлерді қосқанда сәйкес келеді; яғни үш валентті немесе бес валентті элементтерді қосу арқылы.Бұл процесс допинг деп аталады және оның мақсаты материалдардың өткізгіштігін арттыру, олардың физикалық және электрлік қасиеттерін жақсарту болып табылады.Меншікті жартылай өткізгіш атомды басқа компоненттің атомымен алмастыру арқылы сыртқы жартылай өткізгіштердің екі түрін алуға болады, олар төменде егжей-тегжейлі сипатталған.P типті жартылай өткізгішБұл жағдайда қоспалар үш валентті жартылай өткізгіш элемент болып табылады; яғни оның валенттік қабығында үш (3) электрон бар.Құрылым ішіндегі интрузивті элементтер допинг элементтері деп аталады. Р-типті жартылай өткізгіштер үшін осы элементтердің мысалдары бор (В), галлий (Га) немесе индий (Ін) болып табылады.Жартылай өткізгіштер қос функционалдылығымен, энергия тиімділігімен, қолданудың әртүрлілігімен және арзан болуымен сипатталады. Жартылай өткізгіштердің айқын сипаттамалары төменде келтірілген.- Оның реакциясы (өткізгіш немесе оқшаулағыш) элементтің қоршаған ортадағы жарыққа, электр өрісіне және магнит өрісіне сезімталдығына байланысты өзгеруі мүмкін.- Егер жартылай өткізгішке төмен температура әсер етсе, электрондар валенттік зонада біріккен күйінде қалады және сондықтан электр тогының айналымы үшін бос электрондар пайда болмайды.Екінші жағынан, егер жартылай өткізгішке жоғары температура әсер етсе, термиялық діріл элемент атомдарының ковалентті байланысының беріктігіне әсер етіп, электр өткізгіштікке бос электрондар қалдыруы мүмкін.- Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі меншікті жартылай өткізгіш ішіндегі қоспалардың немесе допинг элементтерінің үлесіне байланысты өзгереді.Мысалы, миллион бор кремний атомына 10 бор атомы кіретін болса, бұл қатынас таза кремнийдің өткізгіштігімен салыстырғанда қосылыстың өткізгіштігін мың есе арттырады.- жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі 1 мен 10 аралығында өзгереді-6 С.см-1, қолданылатын химиялық элементтің түріне байланысты.- Композициялық немесе сыртқы жартылай өткізгіштер меншікті жартылай өткізгіштердің қасиеттерінен едәуір жоғары оптикалық және электрлік қасиеттерге ие болуы мүмкін.Бұл аспектінің мысалы - галлий арсенидін (GaAs), көбінесе радиожиілікте және басқа да оптоэлектроникалық қосымшаларда қолданады.
86.Газ заңдарыПараметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады. Изопроцестер табиғатта кең таралған және техникада жиі пайдаланылады.Шынында да, ешбір процесс қандай да болмасын қатаң тығайындалған бір параметрдің мәнінде жүрмейді. Температураның, қысымның немесе көлемнің тұрақтылығын бұзуға әсер ететін қандай да бір жағдайлар болады. Тек лабораториялық жағдайларда ғана қайсыбір параметрлердің тұрақтылығын тым дәлірек сақтауға болады, бірақ жұмыс істейтін техникалық құрылғыларда және табиғатта бұл іс жүзінде мүмкін емес. Изопроцесс - бұл нақты процестің идеалдандырылған моделі. Ол шындықты тек жуық қана бейнелейді.87.Еріксіз электромагниттік тербелістеріБіз қозғалысын қарастырып отырған денелер тобын механикада денелер жүйесі немесе жай ғана жүйе деп атайды. Жүйеге енетін денелер арасындағы әрекет ететін күштерді ішкі күштер, ал жүйеге енбейтін денелер тарапынан жүйе денелеріне әрекет ететін күштерді сыртқы күштер дейді.Еріксіз тербеліс — қандай да бір жүйеде периодты сыртқы күштің әсерінен пайда болатын тербеліс (мысалы, айнымалы магнит өрісі әсерінен болатын телефон мембранасының тербелісі, т.б.). Еріксіз тербелістің сипаты сыртқы күштің табиғаты мен жүйенің өзіне тән қасиеттері арқылы анықталады. Сыртқы күштің болуы — еріксіз тербелістің қозуы мен болуының қажетті шарты. Периодты сыртқы күштің әсерінен еріксіз тербелістің сипаты алғашқы кезде уақытқа байланысты өзгереді. Тек белгілі бір уақыт өткеннен кейін, жүйеде периодты сыртқы күштің периодына тең еріксіз тербеліс қалыптасады (орныққан еріксіз тербеліс). Дербес жағдайда, сыртқы күштің (жиілігі жүйенің меншікті тербеліс жиілігіне жуық) әсерінен сызықтық тербелмелі жүйеде еріксіз тербеліспен бір мезгілде меншікті (еркін) тербеліс пайда болады. Тербелістің бастапқы сәтінде ол тербелістердің амплитудалары бір-біріне тең де, ал фазалары қарама-қарсы болып келеді (суретті қ.). Сөйтіп, меншікті тербеліс біртіндеп өшкен соң, жүйеде тек орныққан еріксіз тербеліс қалады. Сондықтан тербелмелі жүйеде меншікті тербеліс неғұрлым ертерек өшсе, солғұрлым сол жүйеде орныққан еріксіз тербеліс тезірек қалыптасады. Еріксіз тербелістің амплитудасы әсер етуші күштің амплитудасы мен жүйедегі меншікті тербелістің өшу дәрежесіне байланысты анықталады. Егер меншікті тербелістің өшу дәрежесі аз болса, онда еріксіз тербелістің амплитудасы әсер ету күшінің жиілігі мен жүйенің меншікті тербеліс жиілігінің ара қатысына едәуір дәрежеде тәуелді. Сыртқы күштің жиілігі жүйенің меншікті жиілігіне жуықтаған кезде еріксіз тербелістің
1720 жылы дат физигі Х. Эрстед тогы бар өткізгіштердің магнит стрелкасына әсерін байқап, оны магнит өрісі деп атады. Бұл өріс оған енгізілген магнит стрелкалары мен тогы бар өткізгіштерге бағыттаушы әсер етеді. 1720 жылы француз ғалымдары Био және Савар әртүрлі пішінді токтар үшін магнит өрістерін зерттеді. Бұл ғалымдардың зерттеулері бойынша, барлық жағдайларда магнит өрісінің индукциясы B , осы өрісті тудыратын токқа І тура пропорционал, ал индукциясы анықталатын нүктеге дейінгі арақашықтықтың квадратына кері пропорционал болады екен. Тәжірибеден алынған нәтижелерді тұжырымдап, Лаплас ұзындығы dl ток элементінен пайда болатын магнит өрісінің индукциясын анықтайтын өрнекті тапты85.Жартылай өткізгіштердің қасиетіЖартылай өткізгіштер электронды қосымшаларда, әсіресе транзисторлар, диодтар және интегралдық микросхемалар сияқты компоненттерді жасау үшін қолданылады. Олар оптикалық датчиктерге арналған аксессуарлар немесе қосымша заттар ретінде қолданылады, мысалы қатты дене лазерлері және электр қуатын беру жүйелерінің кейбір қуат құрылғылары.Қазіргі кезде элементтің бұл түрі телекоммуникация, басқару жүйелері және сигналдарды өңдеу салаларында технологиялық әзірлемелер үшін отандық және өндірістік қосымшаларда қолданылады.ТүрлеріЖартылай өткізгіш материалдардың әр түрлі түрлері бар, олардың құрамына кіретін қоспаларға және олардың қоршаған ортаның әртүрлі тітіркендіргіштеріне физикалық реакцияларына байланысты.Ішкі жартылай өткізгіштерОлар молекулалық құрылымы атомның бір түрінен тұратын элементтер. Ішкі жартылай өткізгіштердің осы түрлерінің қатарына кремний және германий жатады.Ішкі жартылай өткізгіштердің молекулалық құрылымы тетраэдрлік; яғни, төмендегі суретте көрсетілген төрт қоршаған атомдардың арасында ковалентті байланыстар бар.Ішкі жартылай өткізгіштің әр атомында 4 валенттік электрон болады; яғни әр атомның шеткі қабығында айналатын 4 электрон. Өз кезегінде, осы электрондардың әрқайсысы көршілес электрондармен байланыс түзеді.Осылайша әр атомның ең үстіңгі қабатында 8 электрон болады, сол арқылы кристалл торын құрайтын электрондар мен атомдар арасында қатты байланыс түзіледі.
Осы конфигурацияның арқасында электрондар құрылым ішінде оңай қозғалмайды. Осылайша, стандартты жағдайда ішкі жартылай өткізгіштер өздерін оқшаулағыш тәрізді ұстайды.Сыртқы жартылай өткізгіштерОлар меншікті ішкі өткізгіштер құрамына кірлерді қосқанда сәйкес келеді; яғни үш валентті немесе бес валентті элементтерді қосу арқылы.Бұл процесс допинг деп аталады және оның мақсаты материалдардың өткізгіштігін арттыру, олардың физикалық және электрлік қасиеттерін жақсарту болып табылады.Меншікті жартылай өткізгіш атомды басқа компоненттің атомымен алмастыру арқылы сыртқы жартылай өткізгіштердің екі түрін алуға болады, олар төменде егжей-тегжейлі сипатталған.P типті жартылай өткізгішБұл жағдайда қоспалар үш валентті жартылай өткізгіш элемент болып табылады; яғни оның валенттік қабығында үш (3) электрон бар.Құрылым ішіндегі интрузивті элементтер допинг элементтері деп аталады. Р-типті жартылай өткізгіштер үшін осы элементтердің мысалдары бор (В), галлий (Га) немесе индий (Ін) болып табылады.Жартылай өткізгіштер қос функционалдылығымен, энергия тиімділігімен, қолданудың әртүрлілігімен және арзан болуымен сипатталады. Жартылай өткізгіштердің айқын сипаттамалары төменде келтірілген.- Оның реакциясы (өткізгіш немесе оқшаулағыш) элементтің қоршаған ортадағы жарыққа, электр өрісіне және магнит өрісіне сезімталдығына байланысты өзгеруі мүмкін.- Егер жартылай өткізгішке төмен температура әсер етсе, электрондар валенттік зонада біріккен күйінде қалады және сондықтан электр тогының айналымы үшін бос электрондар пайда болмайды.Екінші жағынан, егер жартылай өткізгішке жоғары температура әсер етсе, термиялық діріл элемент атомдарының ковалентті байланысының беріктігіне әсер етіп, электр өткізгіштікке бос электрондар қалдыруы мүмкін.- Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі меншікті жартылай өткізгіш ішіндегі қоспалардың немесе допинг элементтерінің үлесіне байланысты өзгереді.Мысалы, миллион бор кремний атомына 10 бор атомы кіретін болса, бұл қатынас таза кремнийдің өткізгіштігімен салыстырғанда қосылыстың өткізгіштігін мың есе арттырады.- жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі 1 мен 10 аралығында өзгереді-6 С.см-1, қолданылатын химиялық элементтің түріне байланысты.- Композициялық немесе сыртқы жартылай өткізгіштер меншікті жартылай өткізгіштердің қасиеттерінен едәуір жоғары оптикалық және электрлік қасиеттерге ие болуы мүмкін.Бұл аспектінің мысалы - галлий арсенидін (GaAs), көбінесе радиожиілікте және басқа да оптоэлектроникалық қосымшаларда қолданады.
86.Газ заңдарыПараметрлердің біреуінің мәні өзгермей қалған кезде өтетін процестер изопроцестер деп аталады. Изопроцестер табиғатта кең таралған және техникада жиі пайдаланылады.Шынында да, ешбір процесс қандай да болмасын қатаң тығайындалған бір параметрдің мәнінде жүрмейді. Температураның, қысымның немесе көлемнің тұрақтылығын бұзуға әсер ететін қандай да бір жағдайлар болады. Тек лабораториялық жағдайларда ғана қайсыбір параметрлердің тұрақтылығын тым дәлірек сақтауға болады, бірақ жұмыс істейтін техникалық құрылғыларда және табиғатта бұл іс жүзінде мүмкін емес. Изопроцесс - бұл нақты процестің идеалдандырылған моделі. Ол шындықты тек жуық қана бейнелейді.87.Еріксіз электромагниттік тербелістеріБіз қозғалысын қарастырып отырған денелер тобын механикада денелер жүйесі немесе жай ғана жүйе деп атайды. Жүйеге енетін денелер арасындағы әрекет ететін күштерді ішкі күштер, ал жүйеге енбейтін денелер тарапынан жүйе денелеріне әрекет ететін күштерді сыртқы күштер дейді.Еріксіз тербеліс — қандай да бір жүйеде периодты сыртқы күштің әсерінен пайда болатын тербеліс (мысалы, айнымалы магнит өрісі әсерінен болатын телефон мембранасының тербелісі, т.б.). Еріксіз тербелістің сипаты сыртқы күштің табиғаты мен жүйенің өзіне тән қасиеттері арқылы анықталады. Сыртқы күштің болуы — еріксіз тербелістің қозуы мен болуының қажетті шарты. Периодты сыртқы күштің әсерінен еріксіз тербелістің сипаты алғашқы кезде уақытқа байланысты өзгереді. Тек белгілі бір уақыт өткеннен кейін, жүйеде периодты сыртқы күштің периодына тең еріксіз тербеліс қалыптасады (орныққан еріксіз тербеліс). Дербес жағдайда, сыртқы күштің (жиілігі жүйенің меншікті тербеліс жиілігіне жуық) әсерінен сызықтық тербелмелі жүйеде еріксіз тербеліспен бір мезгілде меншікті (еркін) тербеліс пайда болады. Тербелістің бастапқы сәтінде ол тербелістердің амплитудалары бір-біріне тең де, ал фазалары қарама-қарсы болып келеді (суретті қ.). Сөйтіп, меншікті тербеліс біртіндеп өшкен соң, жүйеде тек орныққан еріксіз тербеліс қалады. Сондықтан тербелмелі жүйеде меншікті тербеліс неғұрлым ертерек өшсе, солғұрлым сол жүйеде орныққан еріксіз тербеліс тезірек қалыптасады. Еріксіз тербелістің амплитудасы әсер етуші күштің амплитудасы мен жүйедегі меншікті тербелістің өшу дәрежесіне байланысты анықталады. Егер меншікті тербелістің өшу дәрежесі аз болса, онда еріксіз тербелістің амплитудасы әсер ету күшінің жиілігі мен жүйенің меншікті тербеліс жиілігінің ара қатысына едәуір дәрежеде тәуелді. Сыртқы күштің жиілігі жүйенің меншікті жиілігіне жуықтаған кезде еріксіз тербелістің
амплитудасы кенет артып, резонанс құбылысы пайда болады. Сызықтық емес жүйелерде тербелісті меншікті тербеліске және еріксіз тербеліске ажырату әрдайым мүмкін бола бермейді.