Дамжуулагч ба диэлектрик
Слайд: 8 Үг: 168 Дуу: 0 Эффект: 0Матери дахь цахилгаан орон. Аливаа орчин нь цахилгаан орны хүчийг сулруулдаг. Орчны цахилгаан шинж чанар нь түүний доторх цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Бодис, дамжуулагч, хагас дамжуулагч, диэлектрик. Бодис. Чөлөөт цэнэг гэдэг нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор хөдөлж чаддаг ижил тэмдэгтэй цэнэглэгдсэн бөөмс юм. Холбоотой цэнэгүүд нь цахилгаан орны нөлөөн дор бие биенээсээ үл хамааран хөдөлдөггүй цэнэгүүдээс ялгаатай. Кондукторууд. Дамжуулагч нь чөлөөт цэнэг нь эзлэхүүн даяар хөдөлж чаддаг бодис юм. Дамжуулагч - металл, давсны уусмал, хүчил, чийглэг агаар, плазм, хүний бие. - Explorer.ppt
Цахилгаан орон дахь дамжуулагч
Слайд: 10 Үг: 282 Дуу: 1 Эффект: 208Цахилгаан орон дахь дамжуулагч. Бусад дамжуулагчдад ч цахилгаан орон байхгүй. Металл дамжуулагчийн доторх цахилгаан орныг авч үзье...... Диэлектрик. Туйл бус диэлектрикийн хувьд эерэг ба сөрөг цэнэгийн төв нь давхцдаг. Цахилгаан талбарт аливаа диэлектрик туйлтай болдог. Диполь. Диэлектрикийн туйлшрал. - Цахилгаан орон дахь дамжуулагч.ppt
Цахилгаан статик орон дахь дамжуулагч
Слайд: 11 Үг: 347 Дуу: 0 Эффект: 18Цахилгаан статик орон дахь дамжуулагч ба диэлектрик. Цахилгаан статик талбайн дамжуулагч Цахилгаан статик орон дахь диэлектрик. - металл; шингэн уусмал ба электролитийн хайлмал; плазм. Дамжуулагчид: Цахилгаан статик орон дахь дамжуулагч. Евнеш. Дотоод талбар нь гадаад талбарыг сулруулна. Evn. Электростатик талбарт байрлуулсан дамжуулагчийн дотор талбар байхгүй. Нэг төрлийн металл дамжуулагчийн цахилгаан статик шинж чанар. Диэлектрик. Туйлт. Туйлшгүй. Диэлектрик нь агаар, шил, хатуу резин, гялтгануур, шаазан, хуурай мод орно. Электростатик талбар дахь диэлектрикүүд. - Цахилгаан статик орон дахь дамжуулагч.ppt
Дамжуулагч ба диэлектрик
Слайд: 18 Үг: 507 Дуу: 0 Эффект: 206Цахилгаан орон. Цахилгаан статик орон дахь дамжуулагч ба диэлектрик. Дамжуулагч ба диэлектрик. Дамжуулах чадвараар бодисууд. Сүүлийн электрон. Металлын бүтэц. Металл дамжуулагч. Электростатик талбар дахь металл дамжуулагч. Диэлектрик бүтэц. Туйлт диэлектрикийн бүтэц. Цахилгаан орон дахь диэлектрик. Орчны диэлектрик тогтмол. Кулоны хууль. Богино долгионы зуух. Богино долгионы зуух. Богино долгион нь хоолыг хэрхэн халаадаг. Хүч. - Дамжуулагч ба диэлектрик.ppt
Цахилгаан орон дахь дамжуулагч, цахилгаан орон дахь диэлектрик
Слайд: 18 Үг: 624 Дуу: 1 Эффект: 145Сэдэв: "Цахилгаан орон дахь дамжуулагч ба диэлектрик". Кондукторууд. Дамжуулагч дотор цэнэглэх. Талбайн суперпозиция зарчмын дагуу дамжуулагчийн доторх хурцадмал байдал тэг байна. Дамжуулах бөмбөрцөг. Дурын A цэгийг авъя. Талбайн цэнэгүүд тэнцүү байна. Электростатик индукц. Эквипотенциал гадаргуу. Хамгийн алдартай цахилгаан загаснууд. Цахилгаан Stingray. Цахилгаан могой. Диэлектрик. Диэлектрик нь чөлөөт цахилгаан цэнэггүй материал юм. Гурван төрлийн диэлектрик байдаг: туйл, туйл биш, ферроэлектрик. - Цахилгаан орон дахь дамжуулагч, цахилгаан орон дахь диэлектрик.ppt
Диэлектрик дэх цахилгаан орон
Слайд: 31 Үг: 2090 Дуу: 0 Эффект: 0Диэлектрик нь ердийн нөхцөлд цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй. "Диэлектрик" гэсэн нэр томъёог Фарадей нэвтрүүлсэн. Диэлектрик нь аливаа бодисын нэгэн адил атом ба молекулуудаас бүрддэг. Диэлектрик молекулууд нь цахилгаан саармаг байдаг. Туйлшрал. Диэлектрик дэх талбайн хүч. Талбайн нөлөөн дор диэлектрик нь туйлширдаг. Диэлектрик дотор үүссэн талбар. Талбай. Цахилгааны хазайлт. Гадаад орон нь чөлөөт цахилгаан цэнэгийн системээр үүсгэгддэг. Диэлектрик дэх талбайн Гауссын теорем. Диэлектрик дэх электростатик талбайн Гауссын теорем. Төмрийн цахилгааны шинж чанар нь температураас ихээхэн хамаардаг. - Диэлектрик.ppt
Диэлектрикийн туйлшрал
Слайд: 20 Үг: 1598 Дуу: 0 Эффект: 0Диэлектрикийн туйлшрал. Харьцангуй диэлектрик тогтмол. Туйлшралын вектор. Туйлшралын механизмууд. Аяндаа туйлшрах. Шилжилтийн туйлшрал. Уян туйлшралын төрлүүд. Ионы уян туйлшрал. Диполийн уян туйлшрал. Дулааны туйлшралын төрлүүд. Диполийн дулааны туйлшрал. Электрон дулааны туйлшрал. Диэлектрик тогтмол. Төмөр цахилгаан. Пьезоэлектрик. Пьезоэлектрик эффект нь зөвхөн тэгш хэмийн төвгүй талстуудад л ажиглагддаг. Пироэлектрик. Пироэлектрикууд нь туйлын тэнхлэгийн дагуу аяндаа туйлшралыг харуулдаг. Фотополяризаци. -
1. Гадны орон байхгүй үед бөөмс нь бодисын дотор тархаж, тэдгээрийн үүсгэсэн цахилгаан орон нь тэгтэй тэнцүү байна. 2. Гадны орон байх үед цэнэгтэй хэсгүүдийн дахин хуваарилалт үүсч, тухайн бодисын цэнэгтэй хэсгүүдийн үүсгэсэн гадаад E0 орон ба дотоод E/-ээс бүрдэх бодисын өөрийн цахилгаан орон үүсэх үү? Ямар бодисыг дамжуулагч гэж нэрлэдэг вэ? 3. Кондукторууд -
- дулааны хөдөлгөөнд оролцдог чөлөөт цэнэг бүхий бодисууд бөгөөд дамжуулагчийн бүх эзэлхүүнээр хөдөлж чаддаг
- 4. Дамжуулагчид гадаад орон байхгүй үед “-” чөлөөт цэнэгийг ионы торны “+” цэнэгээр нөхдөг. Цахилгаан талбарт үүсдэг дахин хуваарилалт үнэгүй төлбөр, үүний үр дүнд түүний гадаргуу дээр нөхөн олгогдоогүй "+" ба "-" цэнэгүүд гарч ирдэг
- Энэ процессыг нэрлэдэг электростатик индукц, мөн дамжуулагчийн гадаргуу дээр гарч ирэх цэнэгүүд байна индукцийн төлбөр.
- 8. Диэлектрик (тусгаарлагч) -д чөлөөт цахилгаан цэнэг байхгүй. Эдгээр нь төвийг сахисан атом эсвэл молекулуудаас бүрддэг. Төвийг сахисан атом дахь цэнэглэгдсэн бөөмсүүд нь хоорондоо холбогддог бөгөөд диэлектрикийн бүх эзэлхүүний туршид цахилгаан орны нөлөөн дор хөдөлж чадахгүй.
- Ус, архи,
- азотын исэл (4)
- идэвхгүй хий, хүчилтөрөгч, устөрөгч, бензол, полиэтилен.
- A) Цэнэгүүдийн боломжит энерги
- B) Цэнэгүүдийн кинетик энерги
- B) тэг
- A) Эдгээр нь цахилгаан орны нөлөөгөөр цэнэглэгдсэн хэсгүүд хөдөлж чадахгүй бодисууд юм.
- B) Эдгээр нь цахилгаан орны нөлөөгөөр цэнэглэгдсэн хэсгүүд хөдөлж чаддаг бодисууд юм.
- A) Энэ нь диэлектрикийн эерэг ба сөрөг холбогдсон цэнэгийн эсрэг чиглэлд шилжилт хөдөлгөөн юм
- B) Энэ нь диэлектрикийн эерэг ба сөрөг холбогдсон цэнэгийн нэг чиглэлд шилжилт хөдөлгөөн юм
- B) Энэ нь диэлектрикийн эерэг ба сөрөг цэнэгийн дунд хэсэгт байрлах байрлал юм
- A) дамжуулагч дотор
- B) Түүний гадаргуу дээр
- 8. Туйлшгүй диэлектрик нь эерэг ба сөрөг цэнэгийн тархалтын төвүүд нь...
- A) Дамжуулагчийн доторх цахилгаан орон хамгийн их байх явдал.
- B) дамжуулагчийн дотор цахилгаан орон байхгүй байгаа тухай
- A) Энэ бол эерэг цэнэгтэй цэнэгийн систем юм
- B) Энэ нь сөрөг цэнэгтэй цэнэгийн систем юм
- B) Энэ нь хураамжийн төвийг сахисан систем юм
ЦАХИЛГААН ЦАХИЛГААН ТАЛБАЙ ДАМЖУУЛАГЧ, ДИЛЕКТРИК
Үндсэн курс
- Дамжуулагч гэдэг нь дур зоргоороо сул цахилгаан орны нөлөөн дор хөдөлж чадах чөлөөт цахилгаан цэнэг агуулсан бодис юм.
ДАМЖУУЛАГЧИД
ИОНЖУУЛСАН
ХИЙ
МЕТАЛ
ЭЛЕКТРОЛИТ
Цахилгаан статик хамгаалалт- цахилгаан дамжуулагч материалаар (жишээлбэл, металл) хийсэн битүү бүрхүүл дотор цахилгаан талбарыг "нуух" замаар хамгаалах боломжтой үзэгдэл.
Цахилгаан статик хамгаалалт.
Энэ үзэгдлийг 1836 онд Майкл Фарадей нээжээ. Гадны цахилгаан орон газардуулгатай төмөр торонд орж чадахгүй байгааг тэрээр анзаарчээ. Үйл ажиллагааны зарчим Фарадей торЭнэ нь гаднах цахилгаан орны нөлөөн дор металд байрлах чөлөөт электронууд хөдөлж, эсийн гадаргуу дээр энэхүү гадаад талбарыг бүрэн нөхөх цэнэгийг бий болгодогт оршино.
Диэлектрик (эсвэл тусгаарлагч) нь цахилгааныг харьцангуй муу (дамжуулагчтай харьцуулахад) дамжуулдаг бодис юм.
- Диэлектрикийн хувьд бүх электронууд хоорондоо холбогддог, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь бие даасан атомуудад хамаардаг бөгөөд цахилгаан орон нь тэдгээрийг тасалдаггүй, харин тэдгээрийг бага зэрэг шилжүүлдэг, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийг туйлшруулдаг. Тиймээс диэлектрик дотор цахилгаан орон байж болно, диэлектрик нь цахилгаан талбарт тодорхой нөлөө үзүүлдэг.
Диэлектрикийг дараахь байдлаар хуваадаг туйлТэгээд туйлшралгүй .
Туйлын диэлектрик
эерэг ба сөрөг цэнэгийн тархалтын төвүүд давхцдаггүй молекулуудаас бүрдэнэ. Ийм молекулуудыг модулийн эсрэг цэгийн молекулуудын хувьд ижил хоёр хэлбэрээр төлөөлж болно хураамж , бие биенээсээ тодорхой зайд байрладаг, гэж нэрлэдэг диполь .
Поляр бус диэлектрик
эерэг ба сөрөг цэнэгийн тархалтын төвүүд давхцдаг атом ба молекулуудаас бүрддэг.
Туйлтын диэлектрикийн туйлшрал.
- Туйлын диэлектрикийг электростатик талбарт (жишээлбэл, хоёр цэнэглэгдсэн хавтангийн хооронд) байрлуулах нь талбайн дагуу урьд өмнө эмх замбараагүй чиглэсэн диполуудыг эргүүлж, нүүлгэн шилжүүлэхэд хүргэдэг.
Урвуу талбараас хоёр диполь цэнэг рүү чиглэсэн хос хүчний нөлөөн дор үүсдэг.
Дипольуудын шилжилтийг туйлшрал гэж нэрлэдэг. Гэсэн хэдий ч дулааны хөдөлгөөний улмаас зөвхөн хэсэгчилсэн туйлшрал үүсдэг. Диэлектрик дотор диполийн эерэг ба сөрөг цэнэгүүд бие биенээ нөхөж, диэлектрикийн гадаргуу дээр холбогдсон цэнэг гарч ирдэг: эерэг цэнэгтэй хавтангийн тал дээр сөрөг, эсрэгээр.
Поляр бус диэлектрикийн туйлшрал
Цахилгаан орон дахь туйлшралгүй диэлектрик нь мөн туйлширсан байдаг. Цахилгаан талбайн нөлөөгөөр молекул дахь эерэг ба сөрөг цэнэгүүд эсрэг чиглэлд шилждэг тул туйлын молекулуудын адил цэнэгийн тархалтын төвүүд шилжинэ. Талбайн өдөөгдсөн диполийн тэнхлэг нь талбайн дагуу чиглэгддэг. Цэнэглэгдсэн ялтсуудтай зэргэлдээх диэлектрик гадаргуу дээр холбогдсон цэнэгүүд гарч ирдэг.
Туйлшсан диэлектрик өөрөө цахилгаан орон үүсгэдэг.
Энэ талбар нь диэлектрик доторх гадаад цахилгаан орныг сулруулдаг
Энэ сулралын зэрэг нь диэлектрикийн шинж чанараас хамаарна.
Вакуум дахь оронтой харьцуулахад бодисын электростатик талбайн хүч буурах нь орчны харьцангуй диэлектрик дамжуулалтаар тодорхойлогддог.
Цахилгаан орон дахь дамжуулагч
Цахилгаан орон дахь диэлектрик
1. Чөлөөт электронууд байдаг
1. Үнэ төлбөргүй тээвэрлэгч байхгүй.
2. дамжуулагчийн гадаргуу дээр электронууд хуримтлагдана
2. Цахилгаан талбарт молекулууд ба атомууд эргэлддэг тул нэг талдаа диэлектрик дэх илүүдэл эерэг цэнэг, нөгөө талдаа сөрөг цэнэг гарч ирдэг.
3. Дамжуулагчийн дотор цахилгаан орон байхгүй
3. Дамжуулагчийн доторх цахилгаан орон ε дахин сулардаг.
4. Цахилгаан талбарт дамжуулагчийг 2 хэсэгт хувааж болох ба хэсэг бүр өөр өөр тэмдгээр цэнэглэгдэнэ.
4. Цахилгаан талбарт диэлектрикийг 2 хэсэгт хувааж болох боловч тус бүр нь цэнэггүй болно.
Хяналтын асуултууд
1 . Ямар бодисыг дамжуулагч гэж нэрлэдэг вэ?
2 Ямар цахилгаан цэнэгийг үнэгүй гэж нэрлэдэг вэ?
3. Металлын чөлөөт цэнэг зөөгч ямар хэсгүүд байдаг вэ?
4.Цахилгаан талбарт байрлуулсан металлд юу тохиолддог вэ?
5. Түүнд үүр цайхыг кондуктор дээр хэрхэн хуваарилдагг?
ХЯНАЛТЫН АСУУЛТ.
6. Хэрэв цахилгаан орон дахь дамжуулагчийг хоёр хэсэгт хуваасан бол эдгээр хэсгүүд хэрхэн цэнэглэгдэх вэ?
7. Цахилгаан статик хамгаалалт нь ямар зарчим дээр суурилдаг вэ?
8.Ямар бодисыг диэлектрик гэж нэрлэдэг вэ?
9.Ямар төрлийн диэлектрик байдаг вэ? Ялгаа нь юу вэ?
10.Гадаад цахилгаан орон дахь диполийн үйлдлийг тайлбарла.
11. Диэлектрикийн туйлшрал хэрхэн явагддаг.
12. Хэрэв цахилгаан талбайд байрлуулсан диэлектрикийг хагасаар хуваавал хэсэг тус бүрийн цэнэг хэд байх вэ?
13. Сөрөг цэнэгтэй үүл аянгын саваа дээгүүр өнгөрнө. Цахим ойлголт дээр тулгуурлан цахилгааны үзүүрт цэнэг яагаад гарч ирдгийг тайлбарла. Түүний шинж тэмдэг юу вэ?
Слайд 2
Цахилгаан орон дахь дамжуулагч ба диэлектрик Цахилгаан орон дотор чөлөөтэй хөдөлж чаддаг цэнэглэгдсэн бөөмсийг чөлөөт цэнэг, тэдгээрийг агуулсан бодисыг дамжуулагч гэнэ. Дамжуулагч нь металл, шингэн уусмал, хайлсан электролит юм. Металлын чөлөөт цэнэг нь атомын гаднах бүрхүүлийн электронууд бөгөөд тэдгээртэй холбоо тасарсан байдаг. Чөлөөт электронууд гэж нэрлэгддэг эдгээр электронууд металл биетээр ямар ч чиглэлд чөлөөтэй хөдөлж чаддаг. Электростатик нөхцөлд, өөрөөр хэлбэл цахилгаан цэнэг хөдөлгөөнгүй байх үед дамжуулагч доторх цахилгаан талбайн хүч үргэлж тэг байна. Үнэн хэрэгтээ, хэрэв бид дамжуулагчийн дотор талбар хэвээр байна гэж үзвэл түүний доторх чөлөөт цэнэгүүд нь талбайн хүч чадалтай пропорциональ цахилгаан хүчээр үйлчилж, эдгээр цэнэгүүд хөдөлж эхлэх бөгөөд энэ нь талбай зогсох болно гэсэн үг юм. электростатик байх. Тиймээс дамжуулагч дотор электростатик орон байхгүй.
Слайд 3
Чөлөөт цэнэггүй бодисыг диэлектрик эсвэл тусгаарлагч гэж нэрлэдэг. Диэлектрикийн жишээнд янз бүрийн хий, зарим шингэн (ус, бензин, спирт гэх мэт), түүнчлэн олон хатуу бодис (шил, шаазан, plexiglass, резин гэх мэт) багтана. Хоёр төрлийн диэлектрик байдаг - туйлт ба туйл биш. Туйлт диэлектрик молекулд эерэг цэнэгүүд голчлон нэг хэсэгт ("+" туйл), сөрөг цэнэгүүд нөгөө хэсэгт ("-" туйл) байрладаг. Туйл бус диэлектрикийн хувьд эерэг ба сөрөг цэнэгүүд молекулын хэмжээнд жигд тархсан байдаг. Цахилгаан диполь момент нь цэнэгтэй бөөмсийн системийн цахилгаан шинж чанарыг (цэнэгийн хуваарилалт) үүсгэсэн талбар ба түүн дээрх гадаад талбайн үйлчлэлийн утгаараа тодорхойлдог вектор физик хэмжигдэхүүн юм. Тодорхой (гарал үүслийн сонголтоос үл хамааран) тэгээс ялгаатай диполь моменттэй цэнэгийн хамгийн энгийн систем бол диполь (ижил хэмжээтэй эсрэг цэнэгтэй хоёр цэгийн бөөмс) юм.
Слайд 4
Дипольын цахилгаан диполь моментийн үнэмлэхүй утга нь эерэг цэнэгийн хэмжээ ба цэнэгийн хоорондох зайны үржвэртэй тэнцүү бөгөөд сөрөг цэнэгээс эерэг рүү чиглэсэн, эсвэл: энд q нь цэнэгийн хэмжээ юм. , l нь эхлэл нь сөрөг цэнэгтэй, төгсгөл нь эерэг цэнэгтэй вектор юм. N бөөмсийн системийн хувьд цахилгаан диполь момент нь: Цахилгаан диполь моментийг хэмжих системийн нэгжид тусгай нэр байхгүй. SI-д энэ нь зүгээр л Kl·m юм. Молекулуудын цахилгаан диполь моментийг ихэвчлэн дебиээр хэмждэг: 1 D = 3.33564·10−30 С м.
Слайд 5
Диэлектрик туйлшрал. Диэлектрикийг гадаад цахилгаан талбарт оруулахад атом эсвэл молекулыг бүрдүүлдэг цэнэгийн тодорхой дахин хуваарилалт үүснэ. Ийм дахин хуваарилалтын үр дүнд диэлектрик дээжийн гадаргуу дээр илүүдэл нөхөгдөөгүй хязгаарлагдмал цэнэгүүд гарч ирдэг. Макроскопоор холбогддог цэнэгийг бүрдүүлдэг бүх цэнэгтэй бөөмс нь атомуудын нэг хэсэг хэвээр байна. Холбогдсон цэнэгүүд нь диэлектрик дотор гадаад талбайн хүч чадлын векторын эсрэг чиглэсэн цахилгаан орон үүсгэдэг. Энэ процессыг диэлектрик туйлшрал гэж нэрлэдэг. Үүний үр дүнд диэлектрик доторх нийт цахилгаан орон нь үнэмлэхүй утгаараа гадаад талбайгаас бага болж хувирдаг. Вакуум дахь гадаад цахилгаан орны хүч чадлын модуль E0 ба нэг төрлийн диэлектрик Е-ийн нийт талбайн хүч чадлын модультай тэнцэх физик хэмжигдэхүүнийг тухайн бодисын диэлектрик дамжуулалт гэнэ.
Слайд 6
Диэлектрикийн туйлшралын хэд хэдэн механизм байдаг. Гол нь чиг баримжаа ба хэв гажилтын туйлшрал юм. Эерэг ба сөрөг цэнэгийн тархалтын төвүүд давхцдаггүй молекулуудаас бүрдэх туйлын диэлектрикийн хувьд чиг баримжаа буюу диполь туйлшрал үүсдэг. Ийм молекулууд нь микроскопийн цахилгаан диполууд юм - бие биенээсээ тодорхой зайд байрладаг хоёр цэнэгийн төвийг сахисан хослол, хэмжээ нь тэнцүү, шинж тэмдгийн эсрэг байдаг. Жишээлбэл, усны молекул, түүнчлэн бусад олон тооны диэлектрикийн молекулууд (H2S, NO2 гэх мэт) диполь моменттэй байдаг. Гаднах цахилгаан орон байхгүй үед дулааны хөдөлгөөний улмаас молекулын диполын тэнхлэгүүд санамсаргүй байдлаар чиглэгддэг тул диэлектрикийн гадаргуу болон ямар ч эзэлхүүний элементийн цахилгаан цэнэг дунджаар тэг байна. Диэлектрикийг гадаад талбарт оруулахад молекулын диполын хэсэгчилсэн чиг баримжаа үүсдэг. Үүний үр дүнд диэлектрикийн гадаргуу дээр нөхөн олгогдоогүй макроскопийн хязгаарлагдмал цэнэгүүд гарч, гадаад талбар руу чиглэсэн талбар үүсгэдэг.
Слайд 7
Молекулуудын дулааны хөдөлгөөн нь чиг баримжаа алдагдуулах хүчин зүйлийн үүрэг гүйцэтгэдэг тул туйлын диэлектрикийн туйлшрал нь температураас ихээхэн хамаардаг. Зураг нь гадна талбарт эсрэг чиглэсэн хүч нь туйлын диэлектрик молекулын эсрэг туйл дээр ажилладаг бөгөөд энэ нь талбайн хүч чадлын векторын дагуу молекулыг эргүүлэхийг оролддог.
Слайд 8
Деформацийн (эсвэл уян харимхай) механизм нь туйлшралгүй диэлектрикуудын туйлшралын үед илэрдэг бөгөөд тэдгээрийн молекулууд нь гадаад талбар байхгүй үед диполь моментыг эзэмшдэггүй. Цахилгаан талбайн нөлөөн дор электрон туйлшралын үед туйлшралгүй диэлектрикийн электрон бүрхүүлүүд гажигтай байдаг - эерэг цэнэгүүд векторын чиглэлд, сөрөг цэнэгүүд эсрэг чиглэлд шилждэг. Үүний үр дүнд молекул бүр нь цахилгаан диполь болж хувирдаг бөгөөд тэнхлэг нь гадаад талбайн дагуу чиглэгддэг. Диэлектрикийн гадаргуу дээр нөхөн олгогдоогүй хязгаарлагдмал цэнэгүүд гарч ирж, гадаад талбар руу чиглэсэн өөрийн талбарыг бий болгодог. Туйлшгүй диэлектрикийн туйлшрал ийм байдлаар явагддаг. Туйл бус молекулын жишээ бол метан молекул CH4 юм. Энэ молекул дахь дөрвөлжин ионжуулсан нүүрстөрөгчийн ион C4- нь ердийн пирамидын төвд байрладаг бөгөөд оройн хэсэгт нь устөрөгчийн ионууд H+ байдаг. Гадны талбайг хэрэглэх үед нүүрстөрөгчийн ион пирамидын төвөөс шилжиж, молекул нь гадаад оронтой пропорциональ диполь момент үүсгэдэг.
Слайд 9
Хатуу талст диэлектрикийн хувьд деформацийн туйлшралын нэг төрөл ажиглагддаг - ионы туйлшрал гэж нэрлэгддэг бөгөөд энэ нь гадна талст нөлөөлсөн үед талст торыг бүрдүүлдэг янз бүрийн шинж тэмдгийн ионууд эсрэг чиглэлд шилждэг. Үүний үр дүнд болор нүүрэн дээр холбогдсон (нөхөн олгогдоогүй) цэнэгүүд гарч ирдэг. Ийм механизмын жишээ бол Na+ ба Cl- ионууд хоорондоо үүрлэсэн хоёр дэд тор үүсгэдэг NaCl талстыг туйлшруулах явдал юм. Гадны орон байхгүй үед NaCl талстуудын нэгж эс бүр нь цахилгаан саармаг бөгөөд диполь моментгүй байдаг. Гаднах цахилгаан талбайд дэд сүлжээ хоёулаа эсрэг чиглэлд шилждэг, өөрөөр хэлбэл болор нь туйлширдаг.
Слайд 10
Зураг дээр гадаад талбар нь туйлшгүй диэлектрикийн молекул дээр үйлчилж, түүний доторх эсрэг цэнэгүүдийг өөр өөр чиглэлд хөдөлгөж, үүний үр дүнд энэ молекул нь талбайн шугамын дагуу чиглэсэн туйл диэлектрикийн молекултай төстэй болж байгааг харуулж байна. Гадны цахилгаан орны нөлөөн дор туйлшгүй молекулуудын хэв гажилт нь тэдгээрийн дулааны хөдөлгөөнөөс хамаардаггүй тул туйлшгүй диэлектрикийн туйлшрал нь температураас хамаардаггүй.
Слайд 11
Хатуу биетийн зурвасын онолын үндэс Бодлогын онол нь талст дахь электронуудын хөдөлгөөнийг дүрсэлсэн хатуу биетийн квант онолын үндсэн хэсгүүдийн нэг бөгөөд орчин үеийн металл, хагас дамжуулагч, диэлектрикийн онолын үндэс болдог. Хатуу бие дэх электронуудын энергийн спектр нь чөлөөт электронуудын энергийн спектрээс (тасралтгүй байдаг) эсвэл тусдаа тусгаарлагдсан атомуудад хамаарах электронуудын спектрээс (боломжтой түвшний тодорхой багц бүхий салангид) ихээхэн ялгаатай байдаг - энэ нь бие даасан зөвшөөрөгдсөн энергийн зурвасуудаас бүрдэнэ. хориотой энергийн зурвасаар тусгаарлагдсан. Борын квант механик постулатын дагуу тусгаарлагдсан атомд электроны энерги нь хатуу салангид утгыг авч болно (электрон нь тодорхой энергитэй бөгөөд тойрог замын аль нэгэнд байрладаг).
Слайд 12
Химийн холбоогоор нэгдсэн хэд хэдэн атомын системийн хувьд электрон энергийн түвшин атомын тоотой пропорциональ хэмжээгээр хуваагдана. Хагалах хэмжүүрийг атомын электрон бүрхүүлүүдийн харилцан үйлчлэлээр тодорхойлно. Систем цаашид макроскопийн түвшинд нэмэгдэх тусам түвшний тоо маш их болж, хөрш орбиталуудад байрлах электронуудын энергийн ялгаа маш бага болж, энергийн түвшин нь бараг тасралтгүй хоёр салангид багцад хуваагддаг - энерги. бүсүүд.
Слайд 13
0 К температурт бүх энергийн төлөвийг электронууд эзэлдэг хагас дамжуулагч ба диэлектрик дэх зөвшөөрөгдөх энергийн хамгийн өндөр зурвасыг валентийн зурвас гэж нэрлэдэг бөгөөд дараагийнх нь дамжуулалтын зурвас юм. Эдгээр бүсүүдийн харьцангуй зохион байгуулалтын зарчмын дагуу бүх хатуу биетийг гурван том бүлэгт хуваадаг: дамжуулагч - дамжуулах зурвас ба валентын зурвас нь давхцдаг материал (энергийн цоорхой байхгүй), дамжуулах зурвас гэж нэрлэгддэг нэг бүсийг бүрдүүлдэг (тиймээс). , электрон зөвшөөрөгдөх бага энергийг хүлээн авснаар тэдгээрийн хооронд чөлөөтэй хөдөлж болно); диэлектрик - бүсүүд давхцдаггүй, тэдгээрийн хоорондох зай нь 3 эВ-ээс их байдаг материал (электроныг валентын зурвасаас дамжуулалтын зурвас руу шилжүүлэхийн тулд их хэмжээний энерги шаардагддаг тул диэлектрик нь бараг гүйдэл дамжуулдаггүй); Хагас дамжуулагч - зурвасууд нь давхцдаггүй, тэдгээрийн хоорондох зай (зурвас) 0.1-3 эВ-ийн мужид байдаг материал (валентын зурвасаас электрон дамжуулалтын зурвас руу шилжүүлэхийн тулд цахилгаан дамжуулагчаас бага энерги шаардагдана) диэлектрик тул цэвэр хагас дамжуулагч нь сул дамжуулалттай байдаг).
Слайд 14
Туузны завсар (валент ба дамжуулалтын зурвасын хоорондох энергийн ялгаа) нь зурвасын онолын гол хэмжигдэхүүн бөгөөд материалын оптик болон цахилгаан шинж чанарыг тодорхойлдог. Электроныг валентын зурвасаас дамжуулагчийн зурваст шилжүүлэхийг цэнэгийн тээвэрлэгч (сөрөг - электрон, эерэг - нүх) үүсгэх процесс гэж нэрлэдэг бөгөөд урвуу шилжилтийг рекомбинацын процесс гэж нэрлэдэг.
Слайд 15
Хагас дамжуулагч нь зурвасын завсар нь хэд хэдэн электрон вольт (eV) дарааллаар байдаг бодис юм. Жишээлбэл, алмазыг өргөн зайтай хагас дамжуулагч, индий арсенидыг нарийн зайтай хагас дамжуулагч гэж ангилж болно. Хагас дамжуулагч нь олон тооны химийн элементүүд (германий, цахиур, селен, теллур, хүнцэл болон бусад), асар олон тооны хайлш, химийн нэгдлүүд (галийн арсенид гэх мэт) орно. Байгаль дахь хамгийн түгээмэл хагас дамжуулагч бол дэлхийн царцдасын бараг 30% -ийг бүрдүүлдэг цахиур юм. Хагас дамжуулагч гэдэг нь тусгай дамжуулалтын хувьд дамжуулагч ба диэлектрикийн хооронд завсрын байрлалыг эзэлдэг материал бөгөөд тусгай дамжуулалт нь хольцын концентраци, температур, янз бүрийн төрлийн цацрагийн нөлөөллөөс хүчтэй хамааралтайгаараа дамжуулагчаас ялгаатай. Хагас дамжуулагчийн гол шинж чанар нь температур нэмэгдэхийн хэрээр цахилгаан дамжуулах чанар нэмэгдэх явдал юм.
Слайд 16
Хагас дамжуулагч нь дамжуулагч ба диэлектрикийн шинж чанараараа тодорхойлогддог. Хагас дамжуулагч талстуудад атомаас ялгарахын тулд электронууд ойролцоогоор 1-2 10−19 Дж (ойролцоогоор 1 эВ) энерги шаардагддаг бол диэлектрикийн хувьд 7-10 10−19 Ж (ойролцоогоор 5 эВ) энерги шаардагддаг нь хагас дамжуулагчийн гол ялгааг тодорхойлдог. ба диэлектрик . Температур нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрт энэ энерги гарч ирдэг (жишээлбэл, тасалгааны температурт атомуудын дулааны хөдөлгөөний энергийн түвшин 0.4·10−19 Ж), бие даасан электронууд нь цөмөөс салгагдах энергийг хүлээн авдаг. Тэд цөмөө орхиж, чөлөөт электрон, нүх үүсгэдэг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр чөлөөт электрон ба нүхний тоо нэмэгддэг тул хольц агуулаагүй хагас дамжуулагчийн цахилгаан эсэргүүцэл буурдаг. Уламжлал ёсоор 2-3 эВ-ээс бага электрон холбох энергитэй элементүүдийг хагас дамжуулагч гэж үздэг. Электрон нүхний дамжуулалтын механизм нь уугуул (өөрөөр хэлбэл хольцгүй) хагас дамжуулагчаар илэрдэг. Үүнийг хагас дамжуулагчийн дотоод цахилгаан дамжуулах чанар гэж нэрлэдэг.
Слайд 17
Валентын бүсээс дамжуулагчийн зурваст электрон шилжих магадлал (-Eg/kT) пропорциональ, энд Eg нь зурвасын зөрүү юм. Eg (2-3 эВ)-ийн том утгад энэ магадлал маш бага болж хувирдаг. Тиймээс бодисыг металл ба металл бус гэж хуваах нь маш тодорхой үндэслэлтэй байдаг. Үүний эсрэгээр, металл бусыг хагас дамжуулагч ба диэлектрик гэж хуваах нь ийм үндэслэлгүй бөгөөд цэвэр нөхцөлтэй байдаг.
Слайд 18
Өвөрмөц болон хольцын дамжуулалт Бүхэл бүтэн талстыг бүрдүүлдэг атомуудыг ионжуулах явцад чөлөөт электронууд болон "нүх" гарч ирдэг хагас дамжуулагчийг дотоод дамжуулалттай хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг. Дотоод дамжуулалттай хагас дамжуулагчийн хувьд чөлөөт электронуудын концентраци нь "нүхний" концентрацитай тэнцүү байна. Хольцын дамжуулалт Хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг бий болгоход ихэвчлэн хольцын дамжуулалт бүхий талстуудыг ашигладаг. Ийм талстыг таван буюу гурван валент химийн элементийн атомуудтай хольц оруулах замаар хийдэг.
Слайд 19
Цахим хагас дамжуулагч (n-төрөл) "n-төрөл" гэсэн нэр томъёо нь "сөрөг" гэсэн үгнээс гаралтай бөгөөд ихэнх тээвэрлэгчдийн сөрөг цэнэгийг илэрхийлдэг. Дөрвөн валент хагас дамжуулагч (жишээлбэл, цахиур) дээр таван валент хагас дамжуулагчийн хольц (жишээлбэл, хүнцэл) нэмдэг. Харилцан үйлчлэлийн явцад хольцын атом бүр цахиурын атомуудтай ковалент холбоонд ордог. Гэвч ханасан валентийн холбоонд хүнцлийн атомын тав дахь электрон байх газар байхгүй бөгөөд энэ нь тасарч, чөлөөтэй болно. Энэ тохиолдолд цэнэгийн дамжуулалтыг нүхээр биш электроноор гүйцэтгэдэг, өөрөөр хэлбэл энэ төрлийн хагас дамжуулагч нь метал шиг цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг. Хагас дамжуулагчийг n төрлийн хагас дамжуулагч болгоход хүргэдэг хольцыг донорын хольц гэж нэрлэдэг.
Слайд 20
Нүхний хагас дамжуулагч (p-төрөл) "p-type" гэсэн нэр томъёо нь "эерэг" гэсэн үгнээс гаралтай бөгөөд ихэнх тээвэрлэгчдийн эерэг цэнэгийг илэрхийлдэг. Энэ төрлийн хагас дамжуулагч нь хольцын сууринаас гадна дамжуулалтын нүхний шинж чанараар тодорхойлогддог. Гурвалсан элементийн (индий гэх мэт) бага хэмжээний атомыг дөрвөн валент хагас дамжуулагч (цахиур гэх мэт) дээр нэмдэг. Хольцын атом бүр хөрш зэргэлдээх цахиурын атомтай ковалент холбоо тогтоодог. Дөрөв дэх цахиурын атомтай холбоо тогтоохын тулд индийн атом нь валентийн электронгүй тул хөрш цахиурын атомуудын хоорондын ковалент холбооноос валентын электроныг шүүрэн авч сөрөг цэнэгтэй ион болж нүх үүснэ. Энэ тохиолдолд нэмсэн хольцыг хүлээн авагч хольц гэж нэрлэдэг.
Слайд 21
Слайд 22
Хагас дамжуулагчийн физик шинж чанар нь метал ба диэлектриктэй харьцуулахад хамгийн их судлагдсан байдаг. Энэ нь үндсэндээ хагас дамжуулагчийн зурвасын бүтцийн бүтэц, нэлээд нарийхан зурвасын завсартай холбоотой нэг буюу өөр бодисын аль алинд нь ажиглагдахгүй асар олон тооны нөлөөгөөр үүнийг ихээхэн хөнгөвчилдөг. Хагас дамжуулагч нэгдлүүдийг хэд хэдэн төрөлд хуваадаг: энгийн хагас дамжуулагч материалууд - химийн элементүүд өөрсдөө: бор B, нүүрстөрөгч С, германий Ge, цахиур Si, селен Se, хүхэр S, сурьма Sb, теллур Те болон иод I. Герман, цахиур, селен. Үлдсэн хэсгийг ихэвчлэн нэмэлт бодис эсвэл нарийн төвөгтэй хагас дамжуулагч материалын бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг. Нарийн төвөгтэй хагас дамжуулагч материалын бүлэгт хагас дамжуулагч шинж чанартай, хоёр, гурав ба түүнээс дээш химийн элемент агуулсан химийн нэгдлүүд орно. Мэдээжийн хэрэг, хагас дамжуулагчийг судлах гол хөшүүрэг нь хагас дамжуулагч төхөөрөмж, нэгдсэн хэлхээний үйлдвэрлэл юм.
Слайд 23
Анхаарал тавьсанд баярлалаа!
Бүх слайдыг үзэх
