- •1.Электрический заряд и его свойства. Дискретность. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.
- •2.Электрическое поле. Закон Кулона. Диэлектрическая проницаемость.
- •4.Работа в электростатическом поле. Потенциальная энергия поля. Потенциальность поля.
- •5.Потенциал. Разность потенциалов. Связь между напряжением и напряженностью
- •7.Электроемкость. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля
- •8.Последовательное и параллельное соединение конденсаторов
- •9.Электрический ток. Условия существования эл.Тока. Сила тока и плотность тока
- •10.Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Зависимость сопротивления проводника от температуры
- •11.Последовательное и параллельное сопротивление проводников
- •12.Работа и мощность электрического поля. Закон Джоуля-Ленца
- •13.Электродвижущая сила. Закон Ома для замкнутой цепи
- •14.Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Магнитные силовые линии. Взаимодействие параллельных токов
- •15.Проводник с током в магнитном поле
- •16.Сила Лоренца. Движение заряженной частицы в магнитном поле
- •17.Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции и правило Ленца
- •18.Эдс индукции в движущихся проводниках в магнитном поле. Вихревое электрическое поле
- •19.Самоиндукция. Индуктивность. Эдс самоиндукции. Энергия магнитного поля
- •20.Колебательное движение. Гармонические колебания и их характеристики.
- •21.Пружинный и математический маятники. Энергетические превращения при их колебаниях.
- •22.Свободные электромагнитные колебания в колебательном контуре. Энергетические превращения в колебательном контуре. Формула Томпсона
- •23.Вынужденные электрические колебания. Переменный ток и его характеристики
- •24.Получение переменного тока при вращении витка в магнитном поле. Генератор переменного тока.
- •25.Передача и распределение электроэнергии. Устройство и принцип действия трансформатора
- •26.Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи. Радиолокация
- •27.Электромагнитная природа света. Скорость света. Зависимость между длиной световой волны и частотой электромагнитных колебаний
- •28.Интерференция света. Когерентность и монохроматичность
- •29.Дифракция света. Дифракционная решетка
- •30.Отражение и преломление света. Полное внутреннее отражение света
- •31.Дисперсия света. Разложение белого света призмой
- •32.Преломление света в линзах
- •33.Экспериментальные основы теории относительности. Постулаты Энштейна. Следствия из постулат
- •34.Зависимость массы от скорости в сто. Закон взаимосвязи массы и энергии
- •35.Гипотеза Планка. Фотон и его свойства. Корпускулярно-волновой дуализм
- •36.Внешний фотоэффект и его законы. Уравнение Энштейна для фотоэффекта
- •37.Опыты Резерфорда. Планетарная модель атома
- •38.Квантовые постулаты Бора. Оптические спектры. Излучение и поглощение энергии атомами. Строение атома водорода по Борну
- •39.Тепловое равновесие. Температура. Тепловое расширение тел. Измерение температуры
- •40. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа
- •41.Газовые законы. Применение газов в технике
- •42.Внутренняя энергия идеального газа
- •43.Работа в термодинамике – ебала какая-то
- •44.Количество теплоты
- •45.Первое начало термодинамики. Применение 1 начала термодинамики к изопроцессам в идеальных газах
- •46.Второе начало термодинамики. Тепловые двигатели. Кпд тепловых двигателей. Цикл Карно. Максимальный кпд тепловых двигателей
- •47.Основные положения молекулярно-кинетической теории вещества, и их опытное доказательство. Диффузия и броуновское движение
- •48.Размеры и масса молекул. Постоянная Авогадро
- •49.Силы взаимодействия молекул. Особенности внутреннего строения газов, жидкостей и твердых тел
- •50.Давление газа. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
- •51.Насыщенный пар и его свойства. Кипение жидкости
- •52.Влажность воздуха. Абсолютная и относительная влажность. Приборы для измерения влажности
- •53.Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления
- •54.Характеристики твердого состояния вещества. Кристаллы. Строение и свойства кристаллических веществ. Аморфные тела
- •55.Деформация. Виды деформации. Механическое напряжение. Закон Гука. Диаграмма напряжений и ее характеристики
- •56.Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый переход
- •57.Электрический ток в электролитах. Законы Фарадея
- •58.Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряды. Различные типы самостоятельного разряда и их техническое применение
- •59.Электрический ток в вакууме. Электронные лампы
- •60.Магнитная проницаемость вещества. Три класса магнитных веществ
- •61.Радиоактивность. Альфа- бета- и гамма распады. Закон радиоактивного распада
- •62.Биологическое действие радиоактивного излучения
- •63.Состав атомного ядра. Масса и энергия атомных ядер. Ядерные силы
- •64.Ядерные реакции. Энергетический выход ядерных реакций
- •65.Деление тяжелых атомных ядер. Ядерные реакторы. Ядерная энергетика и экологические проблемы
55.Деформация. Виды деформации. Механическое напряжение. Закон Гука. Диаграмма напряжений и ее характеристики
В твердых телах – аморфных и кристаллических – частицы (молекулы, атомы, ионы) совершают тепловые колебания около положений равновесия, в которых энергия их взаимодействия минимальна. При увеличении расстояния между частицами возникают силы притяжения, а при уменьшении – силы отталкивания (см. §3.1). Силы взаимодействия между частицами обусловливают механические свойства твердых тел. Деформация твердого тела является результатом изменения под действием внешних сил взаимного расположения частиц, из которых состоит тело, и расстояний между ними. Существует несколько видов деформаций твердых тел. Некоторые виды деформаций твердых тел: 1 – деформация растяжения; 2 – деформация сдвига; 3 – деформация всестороннего сжатия.
Простейшим видом деформации является деформация растяжения или сжатия. Ее можно характеризовать абсолютным удлинением Δl, возникающим под действием внешней силы F Связь между Δl и F зависит не только от механических свойств вещества, но и от геометрических размеров тела (его толщины и длины). Отношение абсолютного удлинения Δl к первоначальной длине l образца называется относительным удлинением или относительной деформацией ε:
За единицу механического напряжения в СИ принят паскаль (Па). Механическое напряжение измеряется в единицах давления. Зависимость между ε и σ является одной из важнейших характеристик механических свойств твердых тел. Графическое изображение этой зависимости называется диаграммой растяжения. По оси абсцисс откладывается относительное удлинение ε, а по оси ординат – механическое напряжение σ. При малых деформациях (обычно существенно меньших 1 %) связь между σ и ε оказывается линейной (участок OA на диаграмме). При этом при снятии напряжения деформация исчезает. Такая деформация называется упругой. Максимальное значение σ = σпр, при котором сохраняется линейная связь между σ и ε, называется пределом пропорциональности (точка A). На линейном участке выполняется закон Гука:
Коэффициент E в этом соотношении называется модулем Юнга.
56.Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости. Электронно-дырочный переход. Полупроводниковый переход
Полупроводники́ — материалы, которые по своей удельной проводимости занимают промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения. Основным свойством этих материалов является увеличение электрической проводимости с ростом температуры[1].
Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков. В полупроводниковых кристаллах атомы устанавливают ковалентные связи (то есть, один электрон в кристалле кремния, как и алмаза, связан двумя атомами), электронам необходим уровень внутренней энергии для высвобождения из атома (1,76·10−19 Дж против 11,2·10−19 Дж, чем и характеризуется отличие между полупроводниками и диэлектриками). Эта энергия появляется в них при повышении температуры (например, при комнатной температуре уровень энергии теплового движения атомов равняется 0,4·10−19 Дж), и отдельные атомы получают энергию для отрыва электрона от атома. С ростом температуры число свободных электронов и дырок увеличивается, поэтому в полупроводнике, не содержащем примесей, удельное сопротивление уменьшается. Условно принято считать полупроводниками элементы с энергией связи электронов меньшей чем 1,5—2 эВ. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется у собственных (то есть без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.
Собственная проводимость
Полупроводники, в которых свободные электроны и «дырки» появляются в процессе ионизации атомов, из которых построен весь кристалл, называют полупроводниками с собственной проводимостью. В полупроводниках с собственной проводимостью концентрация свободных электронов равняется концентрации «дырок».
Проводимость связана с подвижностью частиц следующим соотношением:
где - удельное сопротивление, — подвижность электронов, — подвижность дырок, — их концентрация, q — элементарный электрический заряд (1,602·10−19 Кл).
Примесная проводимость
Для создания полупроводниковых приборов часто используют кристаллы с примесной проводимостью. Такие кристаллы изготавливаются с помощью внесения примесей с атомами трехвалентного или пятивалентного химического элемента.
Электронно-дырочный переход (p — n-переход), область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости (от электронной n к дырочной p). Поскольку в р-области Э.-д. п. концентрация дырок гораздо выше, чем в n-области, дырки из p -области стремятся диффундировать в электронную область. Электроны диффундируют в р-область. Однако после ухода дырок в p-области остаются отрицательно заряженные акцепторные атомы, а после ухода электронов в n-области — положительно заряженные донорные атомы. Т. к. акцепторные и донорные атомы неподвижны, то в области Э.-л. п. образуется двойной слой пространственного заряда — отрицательные заряды в р-области и положительные заряды в n -области. Возникающее при этом контактное электрическое поле по величине и направлению таково, что оно противодействует диффузии свободных носителей тока через Э.-д. п.; в условиях теплового равновесия при отсутствии внешнего электрического напряжения полный ток через Э.-д. п. равен нулю. Т. о., в Э.-д. п. существует динамическое равновесие, при котором небольшой ток, создаваемый неосновными носителями (электронами в р-области и дырками в n-области), течёт к Э.-д. п. и проходит через него под действием контактного поля, а равный по величине ток, создаваемый диффузией основных носителей (электронами в n-области и дырками в р-области), протекает через Э.-д. п. в обратном направлении. При этом основным носителям приходится преодолевать контактное поле (потенциальный барьер). Разность потенциалов, возникающая между p- и n-областями из-за наличия контактного поля (контактная разность потенциалов или высота потенциального барьера), обычно составляет десятые доли вольта.
Полупроводниковым p-n- переходом называют тонкий слой, образующийся в месте контакта двух областей полупроводников акцепторного и донорного типов (см. рис. 4.21). Обе области полупроводника, изображенные на рисунке, электрически нейтральны, поскольку как сам материал полупроводника, так и примеси электрически нейтральны. Отличия этих областей - в том, что левая из них содержит свободно перемещающиеся дырки, а правая свободно перемещающиеся электроны.