- •3. Схема уровней и основные серии спектра атомов(ионов) с одним валентным электроном (на примере к 19).
- •4. Схема уровней и основные серии спектра атомов(ионов) с двумя валентными электронами (одноэлектронное возбуждение на примере Hg)
- •8. Энергетич. Состояния е-ов в Ме. Зонная схема Ме и их физ-ие св-ва.
- •10. Эффект Шоттки. Автоэлектронная, вторичная и фотоэмиссии электронов. Области применения.
- •13.Классификация электрических токов в газе….
- •14. Пробой газа при высоком давлении. Закономерности формирования токопроводящего канала.
- •15. Тлеющий разряд. Элементарные процессы и продольное распределение параметров в тлеющем разряде.
- •17.Излучение неизотермической плазмы тлеющего и дугового разрядов. Процессы, определяющие спектральный состав излучения и его зависимость от давления
- •19.Самостоятельный дуговой разряд (низких, средних и высоких давлений).
- •20.Баланс энергии в самостоятельном разряде.
- •24.Преобразование энергии возбуждения в диэлектриках и полупроводниках. Энергетический выход люминесценции.
- •25. Полупроводниковые лазеры с электронной накачкой. Принцип действия и параметры.
- •26.Свойства контакта Ме – п/п.
- •27. Свойства контакта “полупроводник-полупроводник”. Гомо- и гетероструктуры.
- •28.Условие усиления излучения для межзонных переходов. Принцип действия сд и инжекционных лазеров
- •2. Основные положения векторной модели атома. Природа возникновения тонкой структуры атомных термов. Схемы сложения моментов.
- •7. Классификация взаимодействий частиц в газе. Следствия из законов сохранения энергии и импульса при парных столкновениях. Упругие и неупругие столкновения
- •11. Диффузия и дрейф заряженных частиц. Соотношение Эйнштейна.
- •9. Виды эмиссии электронов. Термоэлектронная эмиссия. Закон Ричардсона - Дешмена.
- •23.Основные виды оптического поглощения твердых тел. (Полупроводники и диэлектрики)
- •6 . Природа расщепления спектральных линий атомов в магнитном поле.
- •16. Самостоятельный дуговой разряд низкого и высокого давлений. Распределение параметров и элементарные процессы в разряде.
20.Баланс энергии в самостоятельном разряде.
Теоретический анализ баланса энергии в разряде до настоящего времени отсутствует. На практике используют экспериментально определенной закономерности, на основе которых строится баланс энергии.
a – потери на резонансные потери
b – потери на резонансные потери
c – потери на нагрев газа
d – потери на стенках Потери на стенках: при р=10-4 мм. рт. ст. они максимальны (до 80%)
По мере роста давления, потери на стенках начинают уменьшаться. После перехода в диффузионный режим, начинает действовать двуполярная диффузия, которая приводит к некоторому увеличению потерь на стенках. И после р=100 диффузия падает и потери на стенках резко уменьшаются.
Потери на нагрев газа: до 100 мм. рт. ст. температура очень низкая и эффективность передачи энергии тяжелыми частицами очень низка, поэтому до р=10 мм. рт. ст. потери на нагрев газа почти равны нулю. При переходе в режим контрагированного газа увеличивается частота столкновений и в результате увеличивается доля энергии электронов, передаваемая тяжелыми частицами. По мере увеличения давления и роста частоты столкновений увеличивается ступенчатые процессы возбуждения, что приводит к увеличению доли энергии электронов затрачиваемой на ионизационные и возбуждение. В связи с этим энергии затраченная на нагрев газа начинает уменьшаться. Рост потерь энергии на нагрев газа от 1 до 102 мм.рт.ст. дополнительно стимулируется неупругими ударами 2го рода. В результате чего потенциальная энергия возбуждения атомов передается электронов в виде кинетической энергии часть, которой за счет упругих столкновений расход на увеличение кинетических энергий тяжелых частиц.
Нерезонансные потери: в области низких давлений температура большая, в результате энергии электронов могут быть достаточно для возбуждения. По мере увеличения давления, увеличивается частота, температура маленькая, но достаточна для возбуждения высоких состояний. При увеличении давления до 10-1 начинает проявляться частота ступенчатых процессов, которые увеличивают долю энергий на нерезонансное излучения. По скольку давление низкое, реабсорбция излучения в нерезонансных линиях мала. При давлении больше 1 мм рт. ст.количество электронов уменьшается в результате падает эффективность прямых процессов заселения возбужденных состояний. В результате потери уменьшаются.
21. Газоразрядная плазма. Виды плазм. Температуры и равновесие в плазме.
Газоразрядная плазма-ионизованный газ, в котором выполняются 2 основных условия:определенная степень ионизации газа и квазинейтральность(отсутствие избыточных объемных зарядов)Радиус экранирования ДеБайя:
rд=(kt/8πe2ne)1/2-определяет предельное min значение концентрации, которое обеспечивает экранирование локальных областей с нарушенной электронейтральностью. Радиус ДеБайя много меньше min размеров разрядной трубки.Для реальных параметров мы можем оценить: ne min=103 см-3 при l=10см, T=104К. Во всех рассмотренных стационарных разрядах к газоразрядной плазме можно отнести только область положительного столба. Виды газоразрядных плазм:
1. Высокотемпературная.В ней возможны ядерные превращения, что происходит при высокой степени ионизации атомов.
2. Низкотемпературная.В ней ионизации и возбуждению подвергаются только внешние электронные группы.
Реально в плазме, которая имеет ограниченные размеры и взаимодействует с окружающей средой, условия термодинамического равновесия нарушаются. Поэтому каждый сорт частиц, входящих в плазму, может иметь свое распределение по энергиям. Параметры распределения, называемые температурами, вводятся для описания распределения. Если распределение частиц отличается от Максвелловского,то для электронов и ионов вводятся условные температуры (Te,Tg,Tp), которые определяются через кинетическую энергию частиц.
Температура заселения: Tw характеризует распределение частиц по возбужденным состояниям и могут иметь квазибольцмановское распределение (q-статистический вес)
Температура распределения: Td описывает группы уровней, подчиненных больцмановскому распределению. Не все уровни могут иметь заселенность, соответствующую больцмановскому распределению
Температура ионизации:
Ti определяет эффективность ионизационных процессов и вводится в уравнение состояния плазмы.
Все эти температуры в неизотермической плазме могут отличаться между собой. Для термодинамической системы: Te=Tg=Tp=Tw=Td= =Ti=T-температура, общая для элементов системы. Для равновесия системы выполняется принцип детального равновесия: частота прямых процессов = частоте обратных процессов. В плазме высокого давления всегда имеется gradT. В центре положительного столба T выше. В локальных областях плазмы могут наблюдаться условия, близкие к равновесным (квазиизотермическая плазма). Если температуры существенно отличаются,то такая плазма называется неизотермической. Нарушается принцип детального равновесия и каждому виду частиц приписывается своя температура.
22.Энергетич. состояния е-ов в диэектриках и п/п. Зонная схема и их физ-ие св-ва диэлектриков и п/п.
При сближении Na и Cl валент-й е-н Na начинает распад-ся в поле Cl,в резул-те уровень атома Na расщ-ся на подуровни вследствие эф-та Штарка и уровень смещается по энергии. м/у 2-мя ионами возникает Кулон-е притяж-е,но по мере сближен. возникает отталкив-е. Ионы устанавл. в опр-м состоянии. Более высок. зоны смещ-ся и дают свои своб. зоны. Заполнен. уровни Na и Сl даёт свои расщ. зоны, но их степень расщеплен. мала.
Переход е-ов из Вален. зоны в зону провод-ти приводит к изменен. пространственного поглощ-я и измен-ю тока.
При энергии кванта меньше 7эв Na не поглощ-ся, больше 7эв-поглощ-ся.При реализации ионной связи, получ. система с 2-мя зонами:вален.зона и зона проводим. Ширина запрещ. зоны опред. обл. оптичес. прозрачности.
В реальных кристаллах св-ва зависят от частоты и наличия примесей,т.е. дефектов. Виды дефектов:точечный(собственные и примесные) и линейн.(мазаичные блоки и дислакции). Наличие дефектов, особенно примесных приводит к возник. допол. энергет. уровней или зон, отлич-ся от собственных зон. При низких t, сопротив. п/п и диэлектриков практически сближ-ся.