fizika_metodichka

электроны зону

димости и, аким бразом, обеспечивают примес

цепторóþ электроннуюíûх уровнипримесейпрововблизидимостьнижней.íàАкцепторныеграницысвои уровнизапрещпримесиэлектроныной зоны;создаютиз валендополíàê-

çîíûитель тем самым

примесную дырочную проводимосатомыь.

системы являются

обеспечиваютдонорным , примеси элементов III группы - акцеп-

Например,

германиипринима меси элементов V группы Периодической

торными. Возможна

ая проводимость, когда в полупроводник

в дены и акцепторныепримесонорные примеси. Следует

÷òî âî

ýëåк ропроводность заâ

от различия ê

нцентрацийзаметить,подвижностей

â

х полупрово

àõ

ñåãäа имеютс эле

â äûðê

íî êëàä èõ

носи елей, что дникопределяеисит тип проводимтронысти.

Îïûò показывает (и это хорошо согласуется с теорией), что проводи

îñòü

полупроводника изменяется с температурой по экспоненциально-

ìу закону

σ = σ0 · exp −2kT

,

энергияде

(1)

E

σ

удельная электропроводн сть при дан ой температуре;

σ0

некоторая постоянная для данного полупровоэлектронаикяннаявеличина;

àíèåвации,наакцепторавнаяныйработеуровень);переброса

зону прово-

димости акт(ил

E

ρT = 1

,

òî

T записывается в виде

ãäå

RT = ρT ·

l

,

(2)

S

ρ T ,олькудельное сопр тивление; l расстояние между электродами;

S Поскплощадь поперечногî сечения.

σ

RT = A · exp

2kT .

RT =

0

l

E

71èëè

(3)

E

МОСТА УИТСТОНА

Ц ль р оты: Определение сопротивлений с использованием моста по-

стоянного тока.

О ору о ни : Источник постоянного тока, мост Уитстона, набор неиз-

вестных сопротивлений, магазин сопротивлений.

Ìîñò

постоянного

1. К АТКАЯ ТЕО ИЯ

A

εGB

C

òîêà,

часто

BG

ε

ìûé

мостом

ныхопределениясунка, предстиссопрот1бой.ользуетсяедин¼нныхМостизавленвленийсопротивнеизвестназываеУитсто.дляримежОн- -

Rx

R0

лений,состоит

äó

последова

Rx

R0

A R1

D R2

C

R1

D R2

èñ. 1.

бразующих

включается источ

. В дну из диагоналей данной сх

э.д. ., другую

ã

ÿìîì

. Вторая диагональ

четыр¼хугольникс емы

я собственно мо

смысле. Процесс изме

рений

помощью э ойчувствительныйхемы заключаетсяальваномтребовании

равенства ну-

ëþ ñèëû

òîê

мос е, поэтому часто название

наборе

ÿ

íà

âñþ

называетсхему. азумеется, при произвольном

"мост"распространяетссопротивлений

îзднеевремячто. Вми,называемоеимеетсякавляетдрукчествеогдаихчерезодносилазвеньяхсопротивленийусловиемгопредел¼нноетокальванометрхемычерезравновесиясилагальванометрбудетсоотток моста,идшениеотличобратитстокнамимежду.отНо,нудетляэтими.жнонуль,Этополученопокаотото

тивленижп

R1

R2

Rx

R0

çàòü,

шение,

алареохордаот значенияAC (рис. 1а) теч¼т ток,R1 вдольR2 него происхточкдит падение потенци

тенциалE э.дчас. . источника. В цепи ABC ïðè ýòîì òîæå ò ÷¼ò òîê, è ïî-

â òî÷ê

A до значения

сатьп дением потенциалаV

в низкоомных подводящихV в проводах,е C. Еслиможнопренебречьнапи-

A

C

ãäå

VA − V = E,

(1)

VB â

точкиеB буднайтииме ь промежу очное значåние между VA

VC

. Íà

е можно

òочку D, потенциал

VD которой равен

потенци лу

VB

B, ò.å.

альванометрD п еститьGкскользящийточкеB, токконтактчерезгальванометрреохорда,подключ¼ннепойд¼т,(2)-

посколькуныйЕсличерезвточкуг

VD = VB .

тивлений). В другое плечо вк ючается

R0

магазин сопр

измеряе(например,

вляют два Rx

противленонец,третьея

÷åòâ¼ðòîå

åìû ñîñò

ечи мостовойсущности,х

ñî-.

известнымиТ к как

величинами

R1

R2

àкже являются

сопротивленияреохорда,. которые,

öèîíàëüíû

х длинам

R2 è R1 ч стк AD DC реохорда пропор

(измеряемое) сопротивлениеl2 l1через,ормпроизведение

óëà (3) позволяетсопротивлениявыразить искомое

ношения длин

76

R0 è îò-

несколькметрановесияПослемостсборкинебольшодес переменноеîâõ Îììûзначение. óñòДвижоксопротивановитереохордавключитеп ременноение можнопоставьтесопротивлениеуменьшитьна серединуопротивлениедогануляшкалыьвано. â-

и замкните наяткороткое время цепь источникмагазинеток с помощью ключа

-

уменьшяотклоизменотиеизменувсехíвремяåíèÿлевогоиемяячастейдвижкотклсопрвеличинугальвподложенияîсхемыальванометртивленийненийтоком.нометра,сопротивлениявызыг.альванометраурадобейтесьновешенмагазинеизмев

Когдлительноеперемещегода

ьшать

íКениеую.1ВНИМАНИЕ!Принеподвижномсхему2ихОмнайденоэтомсопротивленийиядобейтесьнельзя,переста¼тэтихстрелкотклоненийДерждвижкакпредумотклоняетсак. тьПостепен.нагрева

уменьшенапримагазине,1

Åñëè

полож

движка, при к

ã

переста

¼т давать отклон ия при замык

к юча,отором начинайте постепенно

гайте движок

реохорда всякийсопротивлениеразании, чтобы отклонения гальванометра,

уменьшать

ïå

ìåííîå

гальванометра. При этом передви-

êаниипереключитеключасопротивленииК. ключ диагонали(коммут-

тор)BDтановились.ПослеИзмеренияKзменитеак,окончанчтобынезаметнымизакончитесопротивляпервогоприизмерениязамыминимальном

1

этогомоста,

снова произведитесопротивлен

R1

R2

азнайденноеноместпорядкамирезув.пПослеечах

è в газинев вышеукпримеробменялись

ончательно,

ерений,рений.Окявляетсясна ок.Среднеенчательснявпогрешностиззнаымчениячение,результатомнамагазинеработывсопроделайтльоднимивлеòå-

циклизмерив

сопротивлениемсехесь

10%

íèé,

по шкале реохорда

ормуследующие(4),рассчитайте

Rx.

Определите реднееl1 l2 значени

Rx

ìîãî

-

книтедимоключисоблюдатьтолькгальванометра!иуущественноприанавливайтеотключенномизмеренийПринаибольшеесменетребования.сопротивлеизмеряесетииспо

нометрашкаливания

çî

р.зпроизводитснеобх

процессеНеМонтажбезопасностипитаниядопускработыхемыайте.

сопротивления

точникехниквлениеБАВ..

цепи гальв

. Всегда у

ýòî

наибольшим, когда есть вероятность ñ

разбалансировать

78

завис ы. Выписывая

уравнение

замкнутых к

вшедшуюíåîá äèìîпредыдущиеследить,уравнечтобыочередноеÿõ,содержалото еслиэто уравнвсеõîòÿåäëÿíáûèчиные лäíóшнееужвеличину. встречалисьАналогичноонтуров,не во-

поступаем

при выписывауравнения;

äëÿ

.

предшествующихВсе э. . . сопротивления

должныузловвх дить в систему урав-

нений, иначе она не будет полнойуравненийцепи позволит рассчитать все токи и

все напряжениявсе этой цепи.

Лабораторная работа • 14

ОП ЕДЕЛЕНИЕ О ИЗОНТАЛЬНОЙ

СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАП ЖЕННОСТИ МА НИТНО О

ÏÎËß

ЗЕМЛИ

Ц ль р оты: Измерение напряж¼нности магни ного поля Земли пу-

т¼м сравнения е¼ с известной напряж¼нносòью магнитного поля

кругового витк

с током.

Î îðó î íè :

Катушка с несколькими витками провода, буссоль, ис-

точник тока, переменное сопротивление, ключ, миллиамперметр.

1. К АТКАЯ ТЕО ИЯ

Земли можно

àíî

магнитного поля

любой точк

витьСуществованиемагнитной стрелки. Если подвесить магнитную

ак, чтобы точк

подвеса нах дилась

центре масс стрелки, то онастрелку-

Земли. Маг

итная стрелк

ïî

действием

горизонтальной составляющей

новитсяпомощьюапр влению

асательной

ê

линии

ïîëÿ

маг итного

поля Земли станавливаетсясиловойплоскости

магнитногомери-

äèàмагнитные

Земли).

ðàâления,

àê è îò

обо х магнитных полей,круговогооторая зависит стрелкиак от

ость, прох дящая

через данную точку земной

хности

Если(плоскпом щью

òîê

îê ëî

созд ть ещ¼повердно маг-

нитное поле,

полюсыстре

становитс

ïî

действующей

вел чины горизонтальной

составляющейнаправлениюяж¼ ностимагнитного по-

ëÿ Земли.

80