Презентация на тема "проводници и диелектрици". Презентация на тема "проводници и диелектрици" Диелектрик отслабва външно електрическо поле

  • Какво е електрическо поле?
  • Назовете основните свойства на електростатичното поле.
  • Какво генерира електрическото поле?
  • Как се нарича напрегнатостта на електрическото поле?
  • Какво електрично поле се нарича равномерно?
  • Как може да се получи еднородно електрическо поле?
  • Как са насочени силовите линии на еднородно електрическо поле?
  • Как да изчислим силата на електрическото поле, създадено от точков заряд?

Проводници и диелектрици в електростатично поле


Конспект на лекцията:

  • 1. Проводници и диелектрици.
  • 2. Проводници в електростатично поле.
  • 3. Диелектрици в електростатично поле.

Два вида диелектрици.

  • 4. Диелектрична константа.

Структура на металите

Последният електрон е слабо привлечен от ядрото, защото:

  • далеч от ядрото
  • 10 електрона отблъскват единадесетия

последният електрон напуска ядрото и става свободен


вещества чрез проводимост

проводници

  • проводници

диелектрици

Това са вещества, които не провеждат електричество

без безплатни такси

това са вещества, които провеждат електрически ток

има безплатни такси


Структура на металите


Структура на металите


д вътрешни

д външен=д вътрешни


Метален проводник в електростатично поле

д външен= д вътрешни

д в общи линии =0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Вътре в проводника няма електрическо поле.

Целият статичен заряд на проводника е концентриран върху повърхността му.


Диелектрична структура

структурата на молекулата на солта

електрически дипол -

съвкупност от два точкови заряда, еднакви по големина и противоположни по знак.


Структурата на полярен диелектрик


Диелектрик в електрическо поле

д вътрешни д външен .

д вътр.

д вътрешни

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

ДИЕЛЕКТРИКЪТ ОТСЛАБВА ВЪНШНОТО ЕЛЕКТРИЧЕСКО ПОЛЕ

Galimurza S.A.


Диелектрична константа на средата

Напрегнатост на електрическото поле във вакуум

Напрегнатост на електрическото поле в диелектрик

Диелектрична константа на средата

д О


Към директорията:

  • Закон на Кулон:
  • Напрегнатост на електрическото поле, създадено от точков заряд:

р 1 р 2

r

2

р

r

2


Какво представляват микровълните?

Домакинските микровълнови фурни използват електромагнитни вълни с честота 2450 MHz - микровълни.

В такива микровълни електрическото поле 2 · 2 450 000 000 променя посоката си веднъж в секунда.


Микровълнова: микровълнова честота 2450 MHz


Как микровълните загряват храната?

Нагряването на продуктите се дължи на два физически механизма:

1. нагряване на повърхностния слой с микровълни

2. последващо проникване на топлина в дълбочината на продукта поради топлопроводимост.


устройство

мощност,

честота,

микровълнова печка

мобилен телефон

GSM клас 4

мобилен телефон

Слайд презентация

Текст на слайда: Проводници и диелектрици в електростатично поле Артем Межецки 10 “Б” Изпълнител: Общинска образователна институция “Средно училище № 30 на град Белово” Ръководител: Попова Ирина Александровна Белово 2011 г.

Текст на слайда: План: 1. Проводници и диелектрици. 2. Проводници в електростатично поле. 3. Диелектрици в електростатично поле. Два вида диелектрици. 4. Диелектрична константа.

Текст на слайд: вещества по проводимост проводници са вещества, които провеждат електрически ток има свободни заряди диелектрици са вещества, които не провеждат електрически ток няма свободни заряди

Текст на слайда: Структура на металите + + + + + + + + + + - - - - - - - - -

Текст на слайд: Метален проводник в електростатично поле + + + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + Ev. евн. Евн. = Евн. -

Текст на слайда: Метален проводник в електростатично поле E външно = E вътрешно. Общо=0 ИЗХОД: Вътре в проводника няма електрическо поле. Целият статичен заряд на проводника е концентриран върху повърхността му.

Текст на слайда: Структура на диелектрик, структура на молекула готварска сол NaCl, електрически дипол - комбинация от два точкови заряда, еднакви по големина и противоположни по знак. Na Cl - - - - - - - - + - + -

Текст на слайда: Видове диелектрици Полярни Състои се от молекули, в които центровете на разпределение на положителните и отрицателните заряди не съвпадат; готварска сол, алкохоли, вода и др. таксите не съвпадат. инертни газове, O2, H2, бензен, полиетилен и др.

Текст на слайда: Структура на полярен диелектрик + - + - + - + - + - + -

Слайд №10

Текст на слайда: Диелектрик в електрическо поле + - + + + + + + + - E вътр. E вътрешно + - + - + - + - E вътрешен.< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

Слайд № 11

Текст на слайда: Диелектрична константа на средата - характеристика на електрическите свойства на диелектрика E Eo - напрегнатост на електрическото поле във вакуум - напрегнатост на електрическото поле в диелектрика - диелектрична константа на средата = Eo E

Слайд №12

Текст на слайда: Диелектрична константа на вещества вещество Диелектрична константа на средата вода 81 керосин 2.1 масло 2.5 парафин 2.1 слюда 6 стъкло 7

Слайд № 13

Текст на слайда: Закон на Кулон: Напрегнатост на електрическото поле, създадено от точков заряд: q1 q2 r 2 q r 2

Слайд № 14

Текст на слайда: Задача

Слайд № 15

Текст на слайд: Решаване на проблема

Слайд № 16

Текст на слайд: Решаване на проблеми

Слайд № 17

Текст на слайд: Решаване на проблеми

Слайд № 18

Текст на слайда: Тест № 1: Положително заредено тяло се поднася към три контактни плочи A, B, C. Плочите B, C са проводник, а A е диелектрик. Какви заряди ще има върху плочите, след като плоча B бъде напълно извадена? Опции за отговор

Слайд №19

Текст на слайд: № 2: Заредена метална топка се потапя последователно в две диелектрични течности (1< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

Слайд № 20

Текст на слайд: № 3: Когато пространството между пластините на плосък кондензатор е напълно запълнено с диелектрик, напрегнатостта на полето вътре в кондензатора се променя 9 пъти. Колко пъти се е променил капацитетът на кондензатора? А) Увеличава се 3 пъти. Б) Намалява 3 пъти. В) Увеличава се 9 пъти. Г) Намалява 9 пъти. Д) Не се е променило.

Слайд № 21

Текст на слайд: № 4: Положителен заряд беше поставен в центъра на дебелостенна незаредена метална сфера. Коя от следните фигури съответства на модела на разпределение на линиите на електростатичното поле?

Слайд номер 22

Текст на слайд: № 5: Коя от следните фигури съответства на разпределението на силовите линии за положителен заряд и заземена метална равнина?

Слайд № 23

Текст на слайда: Литература Kasyanov, V.A. Физика, 10. клас [Текст]: учебник за средните училища / V.A. Касянов. – ООД “Дрофа”, 2004. – 116 с. Кабардин О.Ф., Орлов В.А., Евенчик Е.Е., Шамаш С.Я., Пински А.А., Кабардина С.И., Дик Ю.И., Никифоров Г.Г., Шефер Н.И. "Физика. 10 клас”, „Просвета”, 2007г

Слайд № 24

Текст на слайд: Всичко =)






На повърхността на сферата конусите изрязват малки сферични области, които могат да се считат за плоски. A r1r1 r2r2 S1S1 S2S2, или Конусите са подобни един на друг, тъй като ъглите при върха са равни. От подобието следва, че площите на основите се отнасят като квадратите на разстоянията от точка А до площадките и съответно. По този начин,






Еквипотенциални повърхности На фигурата е показан приблизителен ход на еквипотенциалните повърхности за определен момент на сърдечно възбуждане. В електрическо поле повърхността на проводящо тяло с всякаква форма е еквипотенциална повърхност. Пунктираните линии показват еквипотенциални повърхности, числата до тях показват потенциалната стойност в миливолта.












Диелектрична константа на веществата Вещество ε ε Газове и водни пари Азот Водород Въздух Вакуум Водни пари (при t=100 ºС) Хелий Кислород Въглероден диоксид Течности Течен азот (при t= –198,4 ºС) Бензин Вода Течен водород (при t= –252, 9 ºС) Течен хелий (при t= –269 ºC) Глицерин 1,0058 1,006 1,4 1,9–2,0 81 1,2 1,05 43 Течен кислород (при t= –192,4 ºС) Трансформаторно масло Алкохол Етер Твърди вещества Диамант Восъчна хартия Сухо дърво Лед (при t= – 10 ºС) Парафин Каучук Слюда Стъкло Титан барий Порцелан Кехлибар 1,5 2,2 26 4,3 5,7 2,2 2,2–3,7 70 1,9–2,2 3,0–6,0 5,7–7,2 6,0–10,4–6,8 2,8






Литература О. Ф. Кабардин „Физика. Справочни материали“. О. Ф. Кабардин „Физика. Справочни материали“. А. А. Пински „Физика. Учебник за 10. клас на училищата и паралелките със задълбочено изучаване на физика." А. А. Пински „Физика. Учебник за 10. клас на училищата и паралелките със задълбочено изучаване на физика." Г. Я. Мякишев „Физика. Часове по електродинамика“. Г. Я. Мякишев „Физика. Часове по електродинамика“. Списание "Квант". Списание "Квант".



1. При липса на външно поле частиците се разпределят вътре в веществото по такъв начин, че създаденото от тях електрическо поле е равно на нула. 2. При наличие на външно поле възниква преразпределение на заредени частици и възниква собствено електрическо поле на веществото, което се състои от външното E0 поле и вътрешното E/, създадено от заредените частици на веществото? Какви вещества се наричат ​​проводници? 3. Проводници -

  • вещества с наличие на свободни заряди, които участват в топлинно движение и могат да се движат по целия обем на проводника
  • 4. При липса на външно поле в проводника свободният заряд „-“ се компенсира от заряда „+“ на йонната решетка. В електрическо поле възниква преразпределение безплатни такси, в резултат на което на повърхността му се появяват некомпенсирани “+” и “-” заряди
  • Този процес се нарича електростатична индукция, а зарядите, които се появяват на повърхността на проводника са индукционни заряди.
5. Общото електростатично поле вътре в проводника е равно на нула 6. Всички вътрешни области на проводник, въведен в електрическо поле, остават електрически неутрални 7. Това е основата електростатична защита– чувствителните към електрическото поле устройства се поставят в метални кутии, за да се елиминира влиянието на полето. ? Какви вещества се наричат ​​диелектрици? 8. В диелектриците (изолаторите) няма свободни електрически заряди. Те се състоят от неутрални атоми или молекули. Заредените частици в неутрален атом са свързани една с друга и не могат да се движат под въздействието на електрическо поле в целия обем на диелектрика.
  • 8. В диелектриците (изолаторите) няма свободни електрически заряди. Те се състоят от неутрални атоми или молекули. Заредените частици в неутрален атом са свързани една с друга и не могат да се движат под въздействието на електрическо поле в целия обем на диелектрика.
9. Когато диелектрик се въведе във външно електрическо поле, в него се получава преразпределение на зарядите. В резултат на това излишъкът е некомпенсиран свързаниобвинения. 10. Свързаните заряди създават електрическо поле, което вътре в диелектрика е насочено обратно на вектора на напрегнатостта на външното поле. Този процес се нарича диелектрична поляризация. 11. Физическо количество, равно на съотношението на модула на силата на външното електрическо поле във вакуум към модула на общата сила на полето в хомогенен диелектрик, се нарича диелектрична константавещества. ε =E0/E
12. Полярни диелектрици -състоящ се от молекули, в които центровете на разпределение на "+" и "-" заряди не съвпадат. 13. Молекулите са микроскопични електрически диполи - неутрална комбинация от два заряда, еднакви по големина и противоположни по знак, разположени на известно разстояние един от друг. 14. Примери за полярни диелектрици:
  • Вода, алкохол,
  • азотен оксид (4)
15. Когато диелектрик се въведе във външно поле, се получава частична ориентация на диполите. В резултат на това на повърхността на диелектрика се появяват некомпенсирани свързани заряди, създавайки поле, насочено към външното поле. 16. Неполярни диелектрици– вещества, в молекулите на които центровете на разпределение на „+” и „-” заряди съвпада. 17. На повърхността на диелектрика се появяват некомпенсирани свързани заряди, които създават собствено поле E/, насочено към външното поле E0Поляризация на неполярен диелектрик 18. Примери за неполярни диелектрици:
  • инертни газове, кислород, водород, бензен, полиетилен.
1. Какво представлява електрическото поле вътре в проводника?
  • А) Потенциална енергия на зарядите
  • Б) Кинетична енергия на зарядите
  • Б) нула
А) Това са вещества, в които заредените частици не могат да се движат под въздействието на електрическо поле.
  • А) Това са вещества, в които заредените частици не могат да се движат под въздействието на електрическо поле.
  • Б) Това са вещества, в които заредените частици могат да се движат под въздействието на електрическо поле.
А) 1 4. Какво се нарича поляризация?
  • А) Това е изместване на положителните и отрицателните свързани заряди на диелектрика в противоположни посоки
  • Б) Това е изместване на положителните и отрицателните свързани заряди на диелектрика в една посока
  • Б) Това е разположението на положителните и отрицателните заряди на диелектрика в средата
5. Къде е концентриран статичният заряд на проводника?
  • А) вътре в проводника
  • Б) На повърхността му
7. КАКВО Е ДИЕЛЕКТРИЧНА НЕПРЕКЪСНОСТ? 8. Неполярните диелектрици са диелектрици, в които центровете на разпределение на положителните и отрицателните заряди...
  • 8. Неполярните диелектрици са диелектрици, в които центровете на разпределение на положителните и отрицателните заряди...
А) Фактът, че електрическото поле вътре в проводника е максимално.
  • А) Фактът, че електрическото поле вътре в проводника е максимално.
  • Б) на факта, че вътре в проводника няма електрическо поле
10. Какво е дипол?
  • А) Това е положително заредена система от заряди
  • Б) Това е отрицателно заредена система от заряди
  • Б) Това е неутрална система от такси

Слайд 2

Проводници и диелектрици в електрическо поле Заредените частици, които могат да се движат свободно в електрическо поле, се наричат ​​свободни заряди, а веществата, които ги съдържат, се наричат ​​проводници. Проводници са метали, течни разтвори и стопени електролити. Свободните заряди в метала са електроните на външните обвивки на атомите, които са загубили контакт с тях. Тези електрони, наречени свободни електрони, могат да се движат свободно през металното тяло във всяка посока. При електростатични условия, т.е. когато електрическите заряди са неподвижни, напрегнатостта на електрическото поле вътре в проводника винаги е нула. Всъщност, ако приемем, че все още има поле вътре в проводника, тогава върху свободните заряди, разположени в него, ще действат електрически сили, пропорционални на силата на полето, и тези заряди ще започнат да се движат, което означава, че полето ще престане да бъде електростатичен. По този начин вътре в проводника няма електростатично поле.

Слайд 3

Веществата, които нямат свободни заряди, се наричат ​​диелектрици или изолатори. Примери за диелектрици включват различни газове, някои течности (вода, бензин, алкохол и др.), както и много твърди вещества (стъкло, порцелан, плексиглас, каучук и др.). Има два вида диелектрици - полярни и неполярни. В полярната диелектрична молекула положителните заряди са разположени предимно в едната част (полюсът "+"), а отрицателните заряди са разположени в другата (полюсът "-"). В неполярен диелектрик положителните и отрицателните заряди са равномерно разпределени в цялата молекула. Електричният диполен момент е векторна физична величина, която характеризира електрическите свойства на система от заредени частици (разпределение на заряда) в смисъла на полето, което създава и действието на външни полета върху нея. Най-простата система от заряди, която има определен (независим от избора на произход) ненулев диполен момент, е дипол (две точкови частици с противоположни заряди с еднакъв размер)

Слайд 4

Абсолютната стойност на електрическия диполен момент на дипол е равна на произведението от големината на положителния заряд и разстоянието между зарядите и е насочена от отрицателния заряд към положителния или: където q е големината на зарядите , l е вектор с начало в отрицателния заряд и край в положителния. За система от N частици електрическият диполен момент е: Системните единици за измерване на електрическия диполен момент нямат специално наименование. В SI това е просто Kl·m. Електрическият диполен момент на молекулите обикновено се измерва в дебай: 1 D = 3,33564·10−30 C m.

Слайд 5

Диелектрична поляризация. Когато диелектрик се въведе във външно електрическо поле, в него възниква известно преразпределение на зарядите, които изграждат атомите или молекулите. В резултат на такова преразпределение на повърхността на диелектричния образец се появяват излишни некомпенсирани свързани заряди. Всички заредени частици, които образуват макроскопични свързани заряди, все още са част от техните атоми. Свързаните заряди създават електрическо поле, което вътре в диелектрика е насочено противоположно на вектора на напрегнатостта на външното поле. Този процес се нарича диелектрична поляризация. В резултат на това общото електрическо поле вътре в диелектрика се оказва по-малко от външното поле по абсолютна стойност. Физическа величина, равна на съотношението на модула на напрегнатостта на външното електрическо поле във вакуум E0 към модула на общата напрегнатост на полето в хомогенен диелектрик E, се нарича диелектрична константа на веществото:

Слайд 6

Има няколко механизма за поляризация на диелектриците. Основните са ориентация и деформационна поляризация. Ориентационна или диполна поляризация възниква в случай на полярни диелектрици, състоящи се от молекули, в които центровете на разпределение на положителните и отрицателните заряди не съвпадат. Такива молекули са микроскопични електрически диполи - неутрална комбинация от два заряда, еднакви по големина и противоположни по знак, разположени на известно разстояние един от друг. Например, водна молекула, както и молекули на редица други диелектрици (H2S, NO2 и др.) Имат диполен момент. При липса на външно електрическо поле осите на молекулните диполи са произволно ориентирани поради топлинно движение, така че на повърхността на диелектрика и във всеки обемен елемент електрическият заряд е средно нула. Когато диелектрик се въведе във външно поле, възниква частична ориентация на молекулни диполи. В резултат на това на повърхността на диелектрика се появяват некомпенсирани макроскопични свързани заряди, създавайки поле, насочено към външното поле

Слайд 7

Поляризацията на полярните диелектрици силно зависи от температурата, тъй като топлинното движение на молекулите играе ролята на дезориентиращ фактор. Фигурата показва, че във външно поле върху противоположните полюси на полярна диелектрична молекула действат противоположно насочени сили, които се опитват да завъртят молекулата по вектора на напрегнатостта на полето.

Слайд 8

Механизмът на деформация (или еластичен) се проявява по време на поляризацията на неполярни диелектрици, чиито молекули не притежават диполен момент в отсъствието на външно поле. При електронна поляризация под въздействието на електрическо поле електронните обвивки на неполярните диелектрици се деформират - положителните заряди се изместват по посока на вектора, а отрицателните - в обратната посока. В резултат на това всяка молекула се превръща в електрически дипол, чиято ос е насочена по протежение на външното поле. На повърхността на диелектрика се появяват некомпенсирани свързани заряди, създавайки собствено поле, насочено към външното поле. Така възниква поляризацията на неполярен диелектрик. Пример за неполярна молекула е метановата молекула CH4. В тази молекула четирикратно йонизираният въглероден йон C4– се намира в центъра на правилна пирамида, във върховете на която има водородни йони H+. Когато се приложи външно поле, въглеродният йон се измества от центъра на пирамидата и молекулата развива диполен момент, пропорционален на външното поле.

Слайд 9

При твърдите кристални диелектрици се наблюдава вид деформационна поляризация - т. нар. йонна поляризация, при която йони с различен знак, изграждащи кристалната решетка, при прилагане на външно поле се разместват в противоположни посоки, т.к. в резултат на което върху повърхностите на кристала се появяват свързани (некомпенсирани) заряди. Пример за такъв механизъм е поляризацията на NaCl кристал, при който йоните Na+ и Cl– образуват две подрешетки, вложени една в друга. При липса на външно поле всяка единична клетка на NaCl кристал е електрически неутрална и няма диполен момент. Във външно електрическо поле двете подрешетки се изместват в противоположни посоки, т.е. кристалът е поляризиран.

Слайд 10

Фигурата показва, че външно поле действа върху молекула на неполярен диелектрик, движейки противоположни заряди вътре в него в различни посоки, в резултат на което тази молекула става подобна на молекула на полярен диелектрик, ориентирана по линиите на полето. Деформацията на неполярни молекули под въздействието на външно електрическо поле не зависи от тяхното топлинно движение, следователно поляризацията на неполярния диелектрик не зависи от температурата.

Слайд 11

Основи на лентовата теория на твърдите тела Теорията на лентите е един от основните раздели на квантовата теория на твърдите тела, описващ движението на електроните в кристалите и е в основата на съвременната теория на металите, полупроводниците и диелектриците. Енергийният спектър на електроните в твърдо тяло се различава значително от енергийния спектър на свободните електрони (който е непрекъснат) или спектъра на електроните, принадлежащи на отделни изолирани атоми (дискретни със специфичен набор от налични нива) - той се състои от индивидуални разрешени енергийни ленти разделени от ленти от забранени енергии. Според квантово-механичните постулати на Бор, в изолиран атом енергията на електрона може да приеме строго дискретни стойности (електронът има определена енергия и се намира в една от орбиталите).

Слайд 12

В случай на система от няколко атома, обединени от химическа връзка, електронните енергийни нива се разделят в количество, пропорционално на броя на атомите. Мярката на разделяне се определя от взаимодействието на електронните обвивки на атомите. При по-нататъшно увеличаване на системата до макроскопично ниво броят на нивата става много голям и съответно разликата в енергиите на електроните, разположени в съседни орбитали, е много малка - енергийните нива се разделят на две почти непрекъснати дискретни групи - енергия зони.

Слайд 13

Най-високата от разрешените енергийни зони в полупроводници и диелектрици, в които при температура от 0 К всички енергийни състояния са заети от електрони, се нарича валентна зона, следващата е зоната на проводимост. Въз основа на принципа на относителното разположение на тези зони, всички твърди тела се разделят на три големи групи: проводници - материали, в които зоната на проводимост и валентната зона се припокриват (няма енергийна празнина), образувайки една зона, наречена зона на проводимост (по този начин , електронът може да се движи свободно между тях, след като е получил всякаква допустимо ниска енергия); диелектрици - материали, в които зоните не се припокриват и разстоянието между тях е повече от 3 eV (за да се прехвърли електрон от валентната лента към зоната на проводимост, е необходима значителна енергия, така че диелектриците практически не провеждат ток); полупроводници - материали, в които лентите не се припокриват и разстоянието между тях (забранена зона) е в диапазона 0,1–3 eV (за да се прехвърли електрон от валентната зона към зоната на проводимост, е необходима по-малко енергия, отколкото за диелектрик, следователно чистите полупроводници са слабо проводими).

Слайд 14

Забранената зона (енергийната празнина между валентната и проводимата зона) е ключово количество в теорията на зоните и определя оптичните и електрическите свойства на материала. Преходът на електрон от валентната зона към зоната на проводимост се нарича процес на генериране на носители на заряд (отрицателен - електрон и положителен - дупка), а обратният преход се нарича процес на рекомбинация.

Слайд 15

Полупроводниците са вещества, чиято забранена зона е от порядъка на няколко електронволта (eV). Например диамантът може да бъде класифициран като полупроводник с широка междина, а индиевият арсенид може да бъде класифициран като полупроводник с тясна междина. Полупроводниците включват много химични елементи (германий, силиций, селен, телур, арсен и други), огромен брой сплави и химични съединения (галиев арсенид и др.). Най-разпространеният полупроводник в природата е силиций, съставляващ почти 30% от земната кора. Полупроводникът е материал, който по отношение на своята специфична проводимост заема междинно положение между проводници и диелектрици и се различава от проводниците по силната зависимост на специфичната проводимост от концентрацията на примеси, температурата и излагането на различни видове радиация. Основното свойство на полупроводника е увеличаване на електрическата проводимост с повишаване на температурата.

Слайд 16

Полупроводниците се характеризират както със свойствата на проводници, така и на диелектрици. В полупроводниковите кристали електроните се нуждаят от около 1-2 10−19 J (приблизително 1 eV) енергия, за да бъдат освободени от атом срещу 7-10 10−19 J (приблизително 5 eV) за диелектриците, което характеризира основната разлика между полупроводниците и диелектрици. Тази енергия се появява в тях с повишаване на температурата (например при стайна температура енергийното ниво на топлинно движение на атомите е 0,4·10−19 J), а отделните електрони получават енергия, за да бъдат отделени от ядрото. Те напускат ядрата си, образувайки свободни електрони и дупки. С повишаване на температурата броят на свободните електрони и дупки се увеличава, следователно в полупроводник, който не съдържа примеси, електрическото съпротивление намалява. Обикновено елементите с енергия на свързване на електрони под 2-3 eV се считат за полупроводници. Механизмът на електро-дупковата проводимост се проявява в естествени (т.е. без примеси) полупроводници. Нарича се присъща електрическа проводимост на полупроводниците.

Слайд 17

Вероятността за преход на електрони от валентната зона към зоната на проводимост е пропорционална на (-Eg/kT), където Eg е забранената зона. При голяма стойност на Eg (2-3 eV) тази вероятност се оказва много малка. По този начин разделянето на веществата на метали и неметали има много определена основа. Обратно, разделението на неметалите на полупроводници и диелектрици няма такава основа и е чисто условно.

Слайд 18

Собствена и примесна проводимост Полупроводниците, в които се появяват свободни електрони и „дупки“ по време на йонизацията на атомите, от които е изграден целият кристал, се наричат ​​полупроводници със собствена проводимост. В полупроводниците с присъща проводимост концентрацията на свободни електрони е равна на концентрацията на „дупки“. Проводимост на примеси. Кристалите с проводимост на примеси често се използват за създаване на полупроводникови устройства. Такива кристали се получават чрез въвеждане на примеси с атоми на петвалентен или тривалентен химичен елемент

Слайд 19

Електронни полупроводници (n-тип) Терминът "n-тип" идва от думата "отрицателен", която се отнася до отрицателния заряд на основните носители. Към четиривалентен полупроводник (например силиций) се добавя примес от петвалентен полупроводник (например арсен). По време на взаимодействието всеки примесен атом влиза в ковалентна връзка със силициевите атоми. В наситените валентни връзки обаче няма място за петия електрон на атома на арсена и той се откъсва и се освобождава. В този случай преносът на заряд се извършва от електрон, а не от дупка, тоест този тип полупроводник провежда електрически ток като металите. Примесите, които се добавят към полупроводниците, карайки ги да станат n-тип полупроводници, се наричат ​​донорни примеси.

Слайд 20

Полупроводници с дупки (p-тип) Терминът „p-тип“ идва от думата „positive“, която обозначава положителния заряд на основните носители. Този тип полупроводник, в допълнение към основата на примесите, се характеризира с дупковия характер на проводимостта. Малко количество атоми на тривалентен елемент (като индий) се добавя към четиривалентен полупроводник (като силиций). Всеки примесен атом установява ковалентна връзка с три съседни силициеви атома. За да установи връзка с четвъртия силициев атом, атомът на индия няма валентен електрон, така че той грабва валентен електрон от ковалентната връзка между съседни силициеви атоми и се превръща в отрицателно зареден йон, което води до образуването на дупка. Примесите, които се добавят в този случай, се наричат ​​акцепторни примеси.

Слайд 21

Слайд 22

Физичните свойства на полупроводниците са най-изучени в сравнение с металите и диелектриците. До голяма степен това се улеснява от огромен брой ефекти, които не могат да бъдат наблюдавани нито в едно, нито в друго вещество, свързани предимно със структурата на лентовата структура на полупроводниците и наличието на доста тясна забранена зона. Полупроводниковите съединения се разделят на няколко вида: прости полупроводникови материали - самите химични елементи: бор B, въглерод C, германий Ge, силиций Si, селен Se, сяра S, антимон Sb, телур Te и йод I. Германий, силиций и селен. Останалите най-често се използват като добавки или като компоненти на сложни полупроводникови материали. Групата на сложните полупроводникови материали включва химични съединения, които имат полупроводникови свойства и включват два, три или повече химични елемента. Разбира се, основният стимул за изучаване на полупроводници е производството на полупроводникови устройства и интегрални схеми.

Слайд 23

Благодаря за вниманието!

Вижте всички слайдове

Последни материали в раздела:

Начини за подобряване на ефективността на управлението на образованието в Руската федерация
Начини за подобряване на ефективността на управлението на образованието в Руската федерация

3.1 Въвеждане на иновативни технологии в образователна институция Предстоящият 21 век ще бъде преди всичко век на иновативни стратегии...

Мениджърските революции в човешката история
Мениджърските революции в човешката история

През 30-те години на нашия век западните социолози и икономисти създават теорията за управленската революция. Според тази теория с широк преход към...

Резюме: Времеви редове Анализът на графиката показва
Резюме: Времеви редове Анализът на графиката показва

Анализът на времеви редове ви позволява да изучавате ефективността във времето. Времевият ред е числените стойности на статистически показател, намиращ се в...