elektron elmélet alapjai előadás
2.1 Az atomi anyag szerkezete. Electron és tulajdonságai.
2.2. Az energia diagramja különböző anyagok. Elosztjuk anyagok Vezetők, félvezetők, dielektrikumokra.
2.3. elektron kilépési munka. Típusú elektron emisszió.
2.4.Dvizhenie elektronok az elektromos és mágneses mezők.
Electronic, ionos és félvezető eszközök közé sorolható különböző szempontok alapján. Már a nagyon neveket ezen eszközök jogok besorolása a természet áramot. Így, az elektronok úgynevezett elektronikus eszközök, amelyekben a jelenlegi áramlás okozta mozgása elektronok vákuumban; Ion nevezzük eszközök esetében, ahol a folyosón a jelenlegi vagy mozgása által okozott elektronok és ionok a környezetben a kibocsátott gáz; Ezek az úgynevezett félvezető eszközök, amelyben az aktuális áramlási kapcsolatban van az elektromos töltések mozgása a szilárd.
Elektronikus, ionos és félvezetők is sorolható a jellege szerint az energia átalakítás, aszerint, hogy azok rendeltetését, a tervezési funkciók, működési adatokat (a működési frekvenciatartomány, teljesítmény és így tovább. D.).
A legfontosabb osztályozás kritérium a természet energia átalakítás, amely meghatározza a gyakorlati alkalmazása a készülék. megkülönböztetni:
1. Electroconversion eszközök, amelyek lehetővé teszik átalakítása villamos energiát a villamos energia formájában más típusú. Az ilyen eszközök közé tartoznak az elektronikus, ionos és félvezető egyengető eszközök alakítja AC DC; generáló eszközök átalakítani egyenáram át váltakozó áram vagy váltakozó hangfrekvenciás váltakozó áram egy másik frekvenciát.
2. Elektromos világító berendezések, amelyek lehetővé teszik átalakítása villamos energia fénnyé (izzólámpa, gázkisüléses lámpa).
3. A fotovoltaikus berendezések átalakítani fény energiáját elektromos áram.
4. Electron Elektronnoskopicheskie és eszközök lehetővé teszik, hogy végezzen a kölcsönös átalakítása elektromos jeleket és a látható kép jeleket. A ipar is termel több kiegészítő elektronikus, ionos és félvezető eszközök, célja, hogy stabilizálja a kimeneti feszültség vagy áram a terhelést, így a berendezés túlfeszültség elleni és t. D.
Atom (a görög „osztatlan”) jelentése egy atom kémiai elemet, amelynek tulajdonságait az elem. Valamennyi ismert kémiai elemek a táblázatban megadott a Mendeleev fényvisszaverő tulajdonságokkal és fizikai-kémiai tulajdonságait az atom.
1913-ban a dán tudós Bor a kvantum elmélet a fény, be tudomány német tudósok Planck, javasolt egy elmélet az atomi szerkezetét. Bohr alapját több feltevések, amelynek lényege abban a tényben rejlik, hogy egy atom bármely kémiai elem tartalmaz egy kemény mag, amelynek a pozitív töltés (atommag tartalmaz protonok és neutronok), amely körül az elektronok nagyon specifikus stabil kering. Az elektronok nem sugároznak energiát.
Atom azonos számú protonok és elektronok. A sorszám az elem a periódusos megegyezik az elektronok száma, és ennek következtében a protonok száma tartalmazott egy adott atom. Méretek Atom kiszámított Angström (1 A = 10 „8 cm). Az összeg a pozitív és negatív töltések az atom nulla, így elektromosan semleges.
Elmélet Bohr szerkezetét meghatározó atomok, a kapcsolat közöttük, hozzájárult közzétételi mechanika törvényei spektroszkópiával és magyarázatot sugárzás. Azonban később kiderült, hogy Newton mechanikája nem határozzák meg a mozgás az elektronok az atom (mert az elektronok nagyon kis tömeg). Fajta mozgást az elektronok az atom most magyarázható kvantum (hullám) mechanika, amely megállapítja, hogy a törvények a mozgás az elektronok egy atom van sok közös jogszabályok hullámterjedés.
Az. az elmélet a kvantummechanika azt mutatja, hogy az elektronok stabilak csak egy jól meghatározott pályán. A „stabil pályán” a hullám mechanika, hogy megértsék a hatályát A magot körülvevő, ami gyakran egy mozgó elektron. Gyorsan forgó elektron az atommag körül képez „maszatos” felhő negatív elektromos töltés. Ebben az esetben a legtöbb, sűrűsége gömb megfelelő „főkvantumszámú”. A főkvantumszám meghatározza a szintet a pályán energia és a távolság a sejtmagban. Például, a labda gömb elektron hidrogénatom azzal főkvantumszám egyenlő egységét úgy határozzuk meg, az r sugár = 0,53 A (amely megfelel a sugara az első pályára Bor).
Így általában, az elektronok körül keringő atommagok az atom, így egy sor gömbszerű kagyló maximális sűrűségű elektromos töltés van egy bizonyos távolságra a sejtmagba. Mindegyik héj az atom található egy bizonyos számú elektronok, az elektronok a belső burkolatok, szorosabban kötődik a sejtmagba, mint az elektronok a külső héj. Hatása alatt a külső tényezők, expozíció elektromos és mágneses mezők, ütközések más atomokkal, stb - .. A semleges atom lehet pozitív ion (elvesztése miatt elektronok) vagy negatív ion (hozzáadása után elektronok).
Elektronok ugrani egy héjat a másik, azaz a. E. Egyik energia szintről a másikra. Az elektronok átvitelét a héj, közelebb helyezkedik el a mag, a távoli shell kell energiát fogyaszt. Amikor az elektron visszatér az előző pályára, éppen ellenkezőleg, az energia felszabadul formájában az elektromágneses hullámok egy bizonyos frekvencián. Így kibocsátott egy kvantum (foton) fény. Minél nagyobb a frekvencia a kibocsátott fény, annál nagyobb fotonenergia.
Elektronikus elemi részecske negatív töltésű. A töltés E = 1,6h10 "19 / s, a tömege T = 9,1 10" 28 G. Az arány az elektron töltése, hogy tömege megegyezik 1,8-108 K / g.
Nincs más a jelenleg ismert részecske ilyen nagy töltés tömeg arány. Ezért az elektronok mozgékonyságát a legnagyobb. Amikor két elektron taszító erő törvény, és ezek a nagyobb, minél kisebb a távolság között az elektronokat. Hatása alatt az elektromos mező, az elektronok elkezdenek mozogni az ellentétes irányban az elektromos erővonalak. Takarmány mozgó elektronok létrehoz egy elektromos árammal. Ez az áram, mint elektrichoskomu áram egy vezetőt mágneses mezőt hoz létre.
Electron mozgás rendelkezik kinetikus energia. A kellően nagy sebességgel a kinetikus energia az elektron elegendő lehet ionizálják a szomszédos atomokkal. Az ütközés elektron mozog a rögzített testet, a mozgási energiát hővé alakul.
A mozgás az elektronok szilárd
A fém vezetékek, elektronok, elhelyezve a külső energia-szintet az atom (vegyérték elektronok) könnyen leválasztható a mag és szabadon vándorol át a fémtömeg. Ezek a szabad elektronok jellemző a magas mobilitás és véletlenszerűen (hő) mozgás, mozgás minden irányban sebességgel, hogy terjednek millió méter másodpercenként.
A számú szabad elektronok egységnyi térfogatú fém egyenlő a atomok száma egységnyi térfogatban szorozva az fém vegyértékétől. Egy köbcentiméter a fém tartalmazott n • 1023 szabad elektronok (n - a fém vegyértékével).
A kristályrács van kialakítva fémionok, a termikus mozgás nyilvánul kis rezgések körül egyensúlyi helyzete. Növekvő hőmérséklettel, a termikus rezgések az ionok amplifikáljuk és azok oszcilláció amplitúdója növekszik. Éppen ellenkezőleg, a hőmérséklet csökken, a termikus ingadozások csökken.
Az elektromos áram a fém miatt előfordul, hogy az irányított megrendelt mozgását szabad elektronok hatása alatt egy elektromos mező. A pozitív ionok, amelyek a nagyobb tömegű mozgást ebben az irányban nem vesz részt, és ezért az áram a vezető anyag nem kíséri transzfer vezetékek.
Sebességének növelése elektronok egy fém irányított mozgást lehet elérni növelésével az elektromos térerő. Azonban, az átlagos sebessége elektronok irányított mozgás sokkal kisebb, mint a termikus sebessége a kaotikus mozgás becsült és tized méter másodpercenként. A gyors megjelenése a jelenlegi vonalak nagy mértékben köszönhető a magas a terjedési sebesség az elektromos mező, amely azonnal mozgatja a szabad elektronok egész távvezeték. A számú szabad elektronok határozza meg az elektromos tulajdonságait a fém. Minél több szabad elektronok, annál inkább a vezetőképesség - reciproka ellenállás.
A mozgás az elektronok az elektromos és mágneses mezők
Ha két lapos, párhuzamos elektród tegye vákuumban, és csatlakozik egy forrás elektromotoros erő, a elektródok közötti térben egy elektromos mezőt, amelynek területén vonalak egyenes vonalú, párhuzamos és merőleges a felületek mindkét elektród.
Ábra. 1 betű jelöli elektród csatlakozik a „+” akkumulátor EB, és a levelek K - elektród csatlakozik a „-” akkumulátor EB. Ha egy ilyen elektromos mező -E töltés elhelyezett, nem változtatja meg a mezőt konfigurációt, akkor ez a töltés lesz P erőt> egyenlő a termék a térerősség E a értéke -E töltés:
A mínusz jel arra utal, hogy az F erő, ható negatív töltést -e, és a térerősség E ellentétes irányban.
Egy homogén elektromos mező E termék a maga intenzitása a távolság H az elektródák közötti egyenlő az alkalmazott potenciál különbsége az elektródák:
Ahol Uc és Ua elektród potenciál és a.
Az F erő, ható az elektron felgyorsítjuk helyezzük homogén elektromos mező, az (1) képlet fogja meghatározni az expressziós
1. ábra. Motion az elektron egy homogén elektromos mezőt.
A által végzett munka területén mozgás közben elektronok az egyik elektróda környezetéből a másik, illetve egyenlő lesz
Az elektron szerez kinetikus energiát és mozog a elektród az elektróda egy egységes gyorsulás. V sebességgel, amelynél elektronok elérik az elektróda, és meghatározható az egyenletből
Ahol m - az elektron tömege;
va - elektron sebessége a elektród A;
VR - elektron sebessége a elektród K (kezdeti sebesség).