 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Понятие о зонной теории проводимости
Классическая теория проводимости, несмотря на все свои достоинства, не смогла объяснить некоторые явления, например, сверхпроводимость и удельную теплоемкость металлов. Эти явления может объяснить зонная теория проводимости[3]. По этой теории уровень энергии электрона в атоме расщепляется на ряд близко расположенных подуровней (рис. 10.1, 10.2). Это объясняется взаимодействием атомов (ионов) в кристаллической решетке.
Рис. 10.1. Рис. 10.2.
Электроны, находящиеся в составе атома, образуют валентную зону, свободные электроны – зону проводимости. Между валентной зоной и зоной проводимости существует запретная зона, нахождение электронов в которой запрещено (рис. 10.3).
Рис. 10.3. В зависимости от распределения электронов вещества делятся на три класса: проводники, полупроводники, диэлектрики. Одной из важнейших характеристик микрочастиц в квантовой механике является спин (от англ. Spin – волчок). Эта характеристика не имеет аналогов в классической механике, поэтому можно говорить только о грубой аналогии. С этой точки зрения, наличие спина объясняется как бы собственным вращением частицы (если ее считать шариком определенного радиуса). Различают частицы с полуцелым (±1/2, ±3/2, ...) и целочисленным (0, ±1, ±2, ...) спином. (Значения спина даны в долях ћ, где ћ=h/2p, h= 6,62×10-34 Дж×сек - постоянная Планка) Для первого класса частиц выполняется распределение по энергиям Ферми – Дирака, поэтому их называют фермионами. Для второго класса частиц выполняется распределение по энергиям Бозе – Эйнштейна, поэтому их называют бозонами. Электроны относятся к фермионам. Согласно распределению Ферми – Дирака, существует максимальный уровень энергии, которой могут обладать фермионы при абсолютном нуле. Это уровень Ферми WF. Для фермионов выполняется принцип Паули, согласно которому на одном энергетическом уровне не может быть двух частиц с одинаковыми спинами (рис. 10.4).
Рис. 10.4. При данной температуре электроны в твердом теле занимают все уровни энергии, начиная с нижнего согласно принципа Паули. Известно, что при комнатной температуре превышение энергии электронов над WF составляет доли процента. Поэтому ширина запрещенной зоны DW и уровень Ферми WF полностью определяют электрические свойства твердого тела. Опыт 10.1.Опыт Штерна-Герлаха. Цель работы: Изучение поведения атомов в неоднородном магнитном поле и измерение магнитного момента атомов. Оборудование: 1. Электромагнит, создающие неоднородное магнитное поле 2. Нагреватель 3. Экран покрытый люминофором
Рис.10.5. Ход работы. В однородном магнитном поле на атомы действует ориентирующая пара сил. В неоднородном поле возникает сила, которая будет смещать атомы. Она зависит от градиента магнитного поля и положения магнитного момента атома. Оказалось, что пучок атомов серебра разделится на три части по числу положений магнитного момента в пространстве. Отклонения пучков определятся величиной магнетона Бора. Но результат получился неожиданным. Пучок атомов распался только на двое. Заметим, что магнитные свойства атомов серебра определяет внешний валентный электрон. Однако у серебра он находится в 5s-состоянии. Согласно современной квантовой теории в s-состояниях механический и магнитный моменты равны нулю. Значит, в неоднородном магнитном поле пучок атомов серебра не должен расщепляется. Размышляя над результатами опыта, Гаудсмит и Уленбек решили, что здесь проявил себя собственный магнитный момент электрона, связанный с его вращением. Выводы: Современная физика отказалась от механической модели спина. Проекция спина на направления магнитного поля может иметь только два значения. Именно поэтому пучок разделится на два. Величина магнитного момента хорошо согласуется с теоретическим значением Магнетона Бора.
10.2. Контактная разность потенциалов[3] Явления, которые происходят в зоне контакта двух металлов, называют контактными явлениями. Эти явления удобно рассматривать с помощью энергетической диаграммы.
Рис. 10.6. Электроны в металле находятся в потенциальной яме. Чтобы электрон покинул поверхность металла, необходимо совершить работу, которая называется работой выхода электрона из металла Авых. Величина работы выхода также является одной из основных характеристик данного металла. Внутренняя контактная разность потенциалов определяется как Внешняя контактная разность потенциалов определяется как Если соединить несколько металлов в замкнутую цепь, то выполняется закон Вольта: |
(10.1)
(10.2)
сумма скачков потенциала в замкнутой цепи, состоящей из разнородных металлов, равна нулю.