"कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स" विषय पर प्रस्तुति। "कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स" विषय पर प्रस्तुति एक ढांकता हुआ बाहरी विद्युत क्षेत्र को कमजोर करता है

• विद्युत क्षेत्र क्या है?
• इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के मुख्य गुणों का नाम बताइए।
• विद्युत क्षेत्र क्या उत्पन्न करता है?
• विद्युत क्षेत्र की शक्ति को क्या कहते हैं?
• किस विद्युत क्षेत्र को एकसमान कहा जाता है?
• एकसमान विद्युत क्षेत्र कैसे प्राप्त किया जा सकता है?
• एकसमान विद्युत क्षेत्र की बल रेखाएँ किस प्रकार निर्देशित होती हैं?
• किसी बिंदु आवेश द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र की ताकत की गणना कैसे करें?

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स

व्याख्यान की रूपरेखा:

• 1. कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स।
• 2. इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में कंडक्टर।
• 3. इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में डाइलेक्ट्रिक्स।

दो प्रकार के डाइलेक्ट्रिक्स.

• 4. ढांकता हुआ स्थिरांक।

धातुओं की संरचना

अंतिम इलेक्ट्रॉन नाभिक की ओर कमजोर रूप से आकर्षित होता है क्योंकि:

• मूल से बहुत दूर
• 10 इलेक्ट्रॉन ग्यारहवें को प्रतिकर्षित करते हैं

अंतिम इलेक्ट्रॉन नाभिक छोड़ देता है और मुक्त हो जाता है

चालकता द्वारा पदार्थ

कंडक्टर

• कंडक्टर

पारद्युतिक

ये ऐसे पदार्थ हैं जो बिजली का संचालन नहीं करते हैं

कोई निःशुल्क शुल्क नहीं

ये ऐसे पदार्थ हैं जो विद्युत धारा का संचालन करते हैं

निःशुल्क शुल्क हैं

धातुओं की संरचना

धातुओं की संरचना

इ आंतरिक

इ बाह्य=इ आंतरिक

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में धातु कंडक्टर

इ बाह्य= इ आंतरिक

इ आम तौर पर =0

निष्कर्ष:

कंडक्टर के अंदर कोई विद्युत क्षेत्र नहीं है।

किसी चालक का संपूर्ण स्थैतिक आवेश उसकी सतह पर केंद्रित होता है।

ढांकता हुआ संरचना

नमक अणु की संरचना

विद्युत द्विध्रुव -

दो बिंदु आवेशों का संग्रह, परिमाण में समान और चिह्न में विपरीत।

ध्रुवीय ढांकता हुआ की संरचना

विद्युत क्षेत्र में ढांकता हुआ

इ आंतरिक इ बाहरी .

इ विस्तार.

इ आंतरिक

निष्कर्ष:

ढांकता हुआ बाहरी विद्युत क्षेत्र को कमजोर करता है

गैलिमुर्ज़ा एस.ए.

माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक

निर्वात में विद्युत क्षेत्र की ताकत

ढांकता हुआ में विद्युत क्षेत्र की ताकत

माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक

इ हे

निर्देशिका के लिए:

• कूलम्ब का नियम:
• एक बिंदु आवेश द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र की ताकत:

क्यू 1 क्यू 2

आर

2

क्यू

आर

2

माइक्रोवेव क्या हैं?

घरेलू माइक्रोवेव ओवन की आवृत्ति के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग करते हैं 2450 मेगाहर्ट्ज - माइक्रोवेव।

ऐसे माइक्रोवेव में विद्युत क्षेत्र 2 · 2 450 000 000 प्रति सेकंड एक बार अपनी दिशा बदलता है।

माइक्रोवेव: माइक्रोवेव आवृत्ति 2450 मेगाहर्ट्ज

माइक्रोवेव भोजन को कैसे गर्म करते हैं?

उत्पादों का ताप दो भौतिक तंत्रों के कारण होता है:

1. सतह की परत को माइक्रोवेव से गर्म करना

2. तापीय चालकता के कारण उत्पाद की गहराई में ऊष्मा का बाद में प्रवेश।

उपकरण

शक्ति,

आवृत्ति,

माइक्रोवेव

चल दूरभाष

जीएसएम कक्षा 4

चल दूरभाष

स्लाइड की प्रस्तुति

स्लाइड टेक्स्ट: इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स आर्टेम मेज़ेत्स्की 10 "बी" द्वारा प्रस्तुत: नगर शैक्षणिक संस्थान "बेलोवो शहर का माध्यमिक विद्यालय नंबर 30" प्रमुख: पोपोवा इरीना अलेक्जेंड्रोवना बेलोवो 2011

स्लाइड टेक्स्ट: योजना: 1. कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स। 2. इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में कंडक्टर। 3. इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में डाइलेक्ट्रिक्स। दो प्रकार के डाइलेक्ट्रिक्स. 4. ढांकता हुआ स्थिरांक।

स्लाइड टेक्स्ट: चालकता द्वारा पदार्थ, चालक वे पदार्थ हैं जो विद्युत धारा का संचालन करते हैं, वहां मुक्त आवेश होते हैं, ढांकता हुआ पदार्थ वे पदार्थ हैं जो विद्युत धारा का संचालन नहीं करते हैं, वहां कोई मुक्त आवेश नहीं होता है

स्लाइड टेक्स्ट: धातुओं की संरचना + + + + + + + + - - - - - - - - -

स्लाइड टेक्स्ट: इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में धातु कंडक्टर + + + + + + + + - - - - - - - - + + + + + Ev। इवन. इवन. = इवन. -

स्लाइड टेक्स्ट: इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में धातु कंडक्टर ई बाहरी = ई आंतरिक। कुल=0 आउटपुट: कंडक्टर के अंदर कोई विद्युत क्षेत्र नहीं है। किसी चालक का संपूर्ण स्थैतिक आवेश उसकी सतह पर केंद्रित होता है।

स्लाइड टेक्स्ट: ढांकता हुआ की संरचना, टेबल नमक NaCl के एक अणु की संरचना, विद्युत द्विध्रुव - दो बिंदु आवेशों का संयोजन, परिमाण में समान और संकेत में विपरीत। ना सीएल - - - - - - - - + - + -

स्लाइड टेक्स्ट: परावैद्युत के प्रकार ध्रुवीय अणुओं से मिलकर बने होते हैं जिनमें धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के वितरण के केंद्र मेल नहीं खाते; टेबल नमक, अल्कोहल, पानी, आदि। गैर-ध्रुवीय अणुओं से बने होते हैं जिनमें धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के वितरण के केंद्र मेल नहीं खाते आरोप मेल नहीं खाते. अक्रिय गैसें, O2, H2, बेंजीन, पॉलीइथाइलीन, आदि।

स्लाइड टेक्स्ट: एक ध्रुवीय ढांकता हुआ की संरचना + - + - + - + - + - + -

स्लाइड नंबर 10

स्लाइड टेक्स्ट: विद्युत क्षेत्र में ढांकता हुआ + - + + + + + + + - ई एक्सटेंशन। ई आंतरिक + - + - + - + - ई आंतरिक।< Е внеш. ВЫВОД: ДИЭЛЕКТРИК ОСЛАБЛЯЕТ ВНЕШНЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ

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स्लाइड टेक्स्ट: माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक - ढांकता हुआ ई ईओ के विद्युत गुणों की विशेषता - निर्वात में विद्युत क्षेत्र की ताकत - ढांकता हुआ में विद्युत क्षेत्र की ताकत - माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक = ईओ ई

स्लाइड संख्या 12

स्लाइड टेक्स्ट: पदार्थों का ढांकता हुआ स्थिरांक पदार्थ माध्यम का ढांकता हुआ स्थिरांक पानी 81 मिट्टी का तेल 2.1 तेल 2.5 पैराफिन 2.1 अभ्रक 6 गिलास 7

स्लाइड संख्या 13

स्लाइड टेक्स्ट: कूलम्ब का नियम: एक बिंदु आवेश द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र की ताकत: q1 q2 r 2 q r 2

स्लाइड संख्या 14

स्लाइड टेक्स्ट: कार्य

स्लाइड संख्या 15

स्लाइड टेक्स्ट: समस्या का समाधान

स्लाइड संख्या 16

स्लाइड टेक्स्ट: समस्या समाधान

स्लाइड संख्या 17

स्लाइड टेक्स्ट: समस्या समाधान

स्लाइड संख्या 18

स्लाइड टेक्स्ट: टेस्ट नंबर 1: एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर को तीन संपर्क प्लेटों ए, बी, सी में लाया जाता है। प्लेट्स बी, सी एक कंडक्टर हैं, और ए एक ढांकता हुआ है। प्लेट B को पूरी तरह से बाहर निकालने के बाद प्लेटों पर क्या आवेश होंगे? उत्तर विकल्प

स्लाइड संख्या 19

स्लाइड टेक्स्ट: नंबर 2: एक आवेशित धातु की गेंद को क्रमिक रूप से दो ढांकता हुआ तरल पदार्थों में डुबोया जाता है (1)< 2). Какой из нижеприведенных графиков наиболее точно отражает зависимость потенциала поля от расстояния, отсчитываемого от центра шара?

स्लाइड संख्या 20

स्लाइड टेक्स्ट: नंबर 3: जब एक फ्लैट कैपेसिटर की प्लेटों के बीच का स्थान पूरी तरह से ढांकता हुआ से भर जाता है, तो कैपेसिटर के अंदर क्षेत्र की ताकत 9 गुना बदल जाती है। संधारित्र की धारिता कितनी बार बदली? ए) 3 गुना बढ़ गया। बी) 3 गुना कम हो गया। C) 9 गुना वृद्धि। डी) 9 गुना कम हो गया। ई) नहीं बदला है.

स्लाइड संख्या 21

स्लाइड टेक्स्ट: संख्या 4: एक मोटी दीवार वाले अनावेशित धातु के गोले के केंद्र में एक धनात्मक आवेश रखा गया था। निम्नलिखित में से कौन सा चित्र इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र रेखाओं के वितरण पैटर्न से मेल खाता है?

स्लाइड संख्या 22

स्लाइड टेक्स्ट: संख्या 5: निम्नलिखित में से कौन सा आंकड़ा एक सकारात्मक चार्ज और एक ग्राउंडेड धातु विमान के लिए क्षेत्र रेखाओं के वितरण से मेल खाता है?

स्लाइड संख्या 23

स्लाइड टेक्स्ट: संदर्भ कास्यानोव, वी.ए. भौतिकी, 10वीं कक्षा [पाठ]: माध्यमिक विद्यालयों के लिए पाठ्यपुस्तक / वी.ए. कास्यानोव। - एलएलसी "ड्रोफा", 2004. - 116 पी। काबर्डिन ओ.एफ., ओरलोव वी.ए., इवनचिक ई.ई., शमाश एस.वाई.ए., पिंस्की ए.ए., कबार्डिना एस.आई., डिक यू.आई., निकिफोरोव जी.जी., शेफर एन. और। "भौतिक विज्ञान। 10वीं कक्षा", "ज्ञानोदय", 2007

स्लाइड संख्या 24

स्लाइड टेक्स्ट: सब कुछ =)

गोले की सतह पर, शंकु छोटे गोलाकार क्षेत्रों को काटते हैं जिन्हें समतल माना जा सकता है। A r1r1 r2r2 S1S1 S2S2, या शंकु एक दूसरे के समान हैं, क्योंकि शीर्ष पर कोण बराबर हैं। समानता से यह पता चलता है कि आधारों के क्षेत्र क्रमशः बिंदु ए से साइटों तक की दूरी के वर्गों के रूप में संबंधित हैं। इस प्रकार,

समविभव सतहें हृदय उत्तेजना के एक निश्चित क्षण के लिए समविभव सतहों का अनुमानित क्रम चित्र में दिखाया गया है। विद्युत क्षेत्र में, किसी भी आकार के संवाहक पिंड की सतह एक समविभव सतह होती है। बिंदीदार रेखाएँ समविभव सतहों को दर्शाती हैं, उनके आगे की संख्याएँ मिलीवोल्ट में संभावित मान को दर्शाती हैं।

पदार्थों का ढांकता हुआ स्थिरांक पदार्थ ε ε गैसें और जल वाष्प नाइट्रोजन हाइड्रोजन वायु वैक्यूम जल वाष्प (t=100 ºС पर) हीलियम ऑक्सीजन कार्बन डाइऑक्साइड तरल पदार्थ तरल नाइट्रोजन (t= -198.4 ºС पर) गैसोलीन पानी तरल हाइड्रोजन (t= -252 पर, 9 ºС) तरल हीलियम (t = -269 ºC पर) ग्लिसरीन 1.0058 1.006 1.4 1.9–2.0 81 1.2 1.05 43 तरल ऑक्सीजन (t = -192.4 ºС पर) ट्रांसफार्मर तेल अल्कोहल ईथर ठोस हीरा मोमयुक्त कागज सूखी लकड़ी बर्फ (t = - पर) 10 ºС) पैराफिन रबर अभ्रक ग्लास टाइटेनियम बेरियम पोर्सिलेन एम्बर 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

साहित्य ओ. एफ. काबर्डिन “भौतिकी। संदर्भ सामग्री"। ओ. एफ. काबर्डिन “भौतिकी। संदर्भ सामग्री"। ए. ए. पिंस्की “भौतिकी। भौतिकी के गहन अध्ययन के साथ 10वीं कक्षा के स्कूलों और कक्षाओं के लिए एक पाठ्यपुस्तक।" ए. ए. पिंस्की “भौतिकी। भौतिकी के गहन अध्ययन के साथ 10वीं कक्षा के स्कूलों और कक्षाओं के लिए एक पाठ्यपुस्तक।" जी. हां. मायकिशेव “भौतिकी। इलेक्ट्रोडायनामिक्स कक्षाएं"। जी. हां. मायकिशेव “भौतिकी। इलेक्ट्रोडायनामिक्स कक्षाएं"। पत्रिका "क्वांट"। पत्रिका "क्वांट"।

1. बाह्य क्षेत्र की अनुपस्थिति में, कण पदार्थ के अंदर इस प्रकार वितरित होते हैं कि उनके द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र शून्य के बराबर होता है। 2. बाहरी क्षेत्र की उपस्थिति में, आवेशित कणों का पुनर्वितरण होता है, और पदार्थ का अपना विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है, जिसमें बाहरी E0 क्षेत्र और पदार्थ के आवेशित कणों द्वारा निर्मित आंतरिक E/ होता है? कौन से पदार्थ चालक कहलाते हैं? 3. कंडक्टर -

• मुक्त आवेशों की उपस्थिति वाले पदार्थ जो थर्मल गति में भाग लेते हैं और कंडक्टर के पूरे आयतन में घूम सकते हैं

• 4. कंडक्टर में बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में, "-" मुक्त चार्ज की भरपाई आयनिक जाली के "+" चार्ज द्वारा की जाती है। विद्युत क्षेत्र में होता है पुनर्विभाजन मुफ़्त शुल्क, जिसके परिणामस्वरूप इसकी सतह पर असंतुलित "+" और "-" शुल्क दिखाई देते हैं
• इस प्रक्रिया को कहा जाता है इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रेरण, और कंडक्टर की सतह पर दिखाई देने वाले आवेश हैं प्रेरण शुल्क.

• 8. डाइइलेक्ट्रिक्स (इन्सुलेटर्स) में कोई निःशुल्क विद्युत आवेश नहीं होता है। इनमें तटस्थ परमाणु या अणु होते हैं। एक तटस्थ परमाणु में आवेशित कण एक दूसरे से बंधे होते हैं और ढांकता हुआ की पूरी मात्रा में विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में नहीं चल सकते हैं।

• पानी, शराब,
• नाइट्रिक ऑक्साइड (4)

• अक्रिय गैसें, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, बेंजीन, पॉलीथीन।

• ए) आवेशों की संभावित ऊर्जा
• बी) आवेशों की गतिज ऊर्जा
• बी) शून्य

• ए) ये वे पदार्थ हैं जिनमें आवेशित कण विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में नहीं चल सकते।
• बी) ये वे पदार्थ हैं जिनमें आवेशित कण विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में गति कर सकते हैं।

• ए) यह विपरीत दिशाओं में ढांकता हुआ के सकारात्मक और नकारात्मक बाध्य आवेशों का विस्थापन है
• बी) यह एक दिशा में ढांकता हुआ के सकारात्मक और नकारात्मक बाध्य आवेशों का विस्थापन है
• बी) यह मध्य में ढांकता हुआ के सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज की व्यवस्था है

• ए) कंडक्टर के अंदर
• बी) इसकी सतह पर

• 8. गैर-ध्रुवीय परावैद्युत वे परावैद्युत हैं जिनमें धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के वितरण के केंद्र...

• A) तथ्य यह है कि चालक के अंदर विद्युत क्षेत्र अधिकतम होता है।
• बी) इस तथ्य पर कि कंडक्टर के अंदर कोई विद्युत क्षेत्र नहीं है

• ए) यह आवेशों की एक धनात्मक आवेशित प्रणाली है
• बी) यह आवेशों की एक नकारात्मक आवेशित प्रणाली है
• बी) यह आवेशों की एक तटस्थ प्रणाली है

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विद्युत क्षेत्र में चालक और परावैद्युत आवेशित कण जो विद्युत क्षेत्र में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं, मुक्त आवेश कहलाते हैं, और उनमें मौजूद पदार्थ चालक कहलाते हैं। कंडक्टर धातु, तरल समाधान और पिघला हुआ इलेक्ट्रोलाइट्स हैं। किसी धातु में मुक्त आवेश परमाणुओं के बाहरी कोश के इलेक्ट्रॉन होते हैं जिनका उनसे संपर्क टूट गया है। ये इलेक्ट्रॉन, जिन्हें मुक्त इलेक्ट्रॉन कहा जाता है, धातु पिंड के माध्यम से किसी भी दिशा में स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। इलेक्ट्रोस्टैटिक स्थितियों के तहत, यानी, जब विद्युत आवेश स्थिर होते हैं, तो कंडक्टर के अंदर विद्युत क्षेत्र की ताकत हमेशा शून्य होती है। वास्तव में, यदि हम मान लें कि चालक के अंदर अभी भी एक क्षेत्र है, तो इसमें स्थित मुक्त आवेशों पर क्षेत्र की ताकत के आनुपातिक विद्युत बलों द्वारा कार्य किया जाएगा, और ये आवेश गति करना शुरू कर देंगे, जिसका अर्थ है कि क्षेत्र समाप्त हो जाएगा। इलेक्ट्रोस्टैटिक हो. इस प्रकार, कंडक्टर के अंदर कोई इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र नहीं है।

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वे पदार्थ जिन पर कोई मुक्त आवेश नहीं होता है, डाइइलेक्ट्रिक्स या इन्सुलेटर कहलाते हैं। डाइलेक्ट्रिक्स के उदाहरणों में विभिन्न गैसें, कुछ तरल पदार्थ (पानी, गैसोलीन, अल्कोहल, आदि), साथ ही कई ठोस पदार्थ (कांच, चीनी मिट्टी के बरतन, प्लेक्सीग्लास, रबर, आदि) शामिल हैं। परावैद्युत दो प्रकार के होते हैं - ध्रुवीय और गैर-ध्रुवीय। एक ध्रुवीय ढांकता हुआ अणु में, सकारात्मक चार्ज मुख्य रूप से एक भाग ("+" ध्रुव) में स्थित होते हैं, और नकारात्मक चार्ज दूसरे ("-" ध्रुव) में स्थित होते हैं। एक गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ में, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज पूरे अणु में समान रूप से वितरित होते हैं। विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण एक वेक्टर भौतिक मात्रा है जो आवेशित कणों (आवेश वितरण) की एक प्रणाली के विद्युत गुणों को उसके द्वारा बनाए गए क्षेत्र और उस पर बाहरी क्षेत्रों की कार्रवाई के अर्थ में चित्रित करता है। आवेशों की सबसे सरल प्रणाली जिसमें एक निश्चित (उत्पत्ति की पसंद से स्वतंत्र) गैर-शून्य द्विध्रुवीय क्षण होता है, एक द्विध्रुवीय होता है (समान आकार के विपरीत आवेश वाले दो बिंदु कण)

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किसी द्विध्रुव के विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण का निरपेक्ष मान धनात्मक आवेश के परिमाण और आवेशों के बीच की दूरी के गुणनफल के बराबर होता है और इसे ऋणात्मक आवेश से धनात्मक की ओर निर्देशित किया जाता है, या: जहाँ q आवेशों का परिमाण है , l एक सदिश है जिसका प्रारंभ ऋणात्मक आवेश में और अंत धनात्मक आवेश में होता है। एन कणों की एक प्रणाली के लिए, विद्युत द्विध्रुव क्षण है: विद्युत द्विध्रुव क्षण को मापने के लिए सिस्टम इकाइयों का कोई विशेष नाम नहीं है। SI में यह केवल Kl·m है। अणुओं का विद्युत द्विध्रुव आघूर्ण आमतौर पर डिबाई में मापा जाता है: 1 D = 3.33564·10−30 C m।

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ढांकता हुआ ध्रुवीकरण. जब किसी ढांकता हुआ को बाहरी विद्युत क्षेत्र में पेश किया जाता है, तो उसमें परमाणुओं या अणुओं को बनाने वाले आवेशों का एक निश्चित पुनर्वितरण होता है। इस तरह के पुनर्वितरण के परिणामस्वरूप, ढांकता हुआ नमूने की सतह पर अतिरिक्त असंबद्ध बाध्य शुल्क दिखाई देते हैं। सभी आवेशित कण जो स्थूल बाध्य आवेश बनाते हैं, अभी भी उनके परमाणुओं का हिस्सा हैं। बंधे हुए आवेश एक विद्युत क्षेत्र बनाते हैं, जो ढांकता हुआ के अंदर बाहरी क्षेत्र की ताकत के वेक्टर के विपरीत निर्देशित होता है। इस प्रक्रिया को ढांकता हुआ ध्रुवीकरण कहा जाता है। परिणामस्वरूप, ढांकता हुआ के अंदर कुल विद्युत क्षेत्र निरपेक्ष मान में बाहरी क्षेत्र से कम हो जाता है। निर्वात E0 में बाहरी विद्युत क्षेत्र की ताकत के मापांक और एक सजातीय ढांकता हुआ ई में कुल क्षेत्र की ताकत के मापांक के अनुपात के बराबर भौतिक मात्रा को पदार्थ का ढांकता हुआ स्थिरांक कहा जाता है:

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डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण के लिए कई तंत्र हैं। इनमें से मुख्य हैं अभिविन्यास और विरूपण ध्रुवीकरण। ओरिएंटेशनल या द्विध्रुवीय ध्रुवीकरण ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के मामले में होता है जिसमें ऐसे अणु होते हैं जिनमें सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के वितरण केंद्र मेल नहीं खाते हैं। ऐसे अणु सूक्ष्म विद्युत द्विध्रुव होते हैं - एक दूसरे से कुछ दूरी पर स्थित, परिमाण में समान और संकेत में विपरीत, दो आवेशों का एक तटस्थ संयोजन। उदाहरण के लिए, एक पानी के अणु, साथ ही कई अन्य ढांकता हुआ (H2S, NO2, आदि) के अणुओं में एक द्विध्रुवीय क्षण होता है। बाहरी विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में, आणविक द्विध्रुवों की अक्षें थर्मल गति के कारण यादृच्छिक रूप से उन्मुख होती हैं, जिससे कि ढांकता हुआ की सतह पर और किसी भी आयतन तत्व में विद्युत आवेश औसत शून्य पर होता है। जब किसी ढांकता हुआ को बाहरी क्षेत्र में पेश किया जाता है, तो आणविक द्विध्रुवों का आंशिक अभिविन्यास होता है। परिणामस्वरूप, असंतुलित मैक्रोस्कोपिक बाध्य आवेश ढांकता हुआ की सतह पर दिखाई देते हैं, जिससे बाहरी क्षेत्र की ओर निर्देशित एक क्षेत्र बनता है

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ध्रुवीय ढांकता हुआ का ध्रुवीकरण दृढ़ता से तापमान पर निर्भर करता है, क्योंकि अणुओं की तापीय गति एक भटकाव कारक की भूमिका निभाती है। चित्र से पता चलता है कि बाहरी क्षेत्र में, विपरीत निर्देशित बल एक ध्रुवीय ढांकता हुआ अणु के विपरीत ध्रुवों पर कार्य करते हैं, जो क्षेत्र शक्ति वेक्टर के साथ अणु को घुमाने की कोशिश करते हैं।

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विरूपण (या लोचदार) तंत्र गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण के दौरान स्वयं प्रकट होता है, जिसके अणुओं में बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में द्विध्रुवीय क्षण नहीं होता है। विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण के दौरान, गैर-ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स के इलेक्ट्रॉनिक गोले विकृत हो जाते हैं - सकारात्मक चार्ज वेक्टर की दिशा में और नकारात्मक चार्ज विपरीत दिशा में विस्थापित हो जाते हैं। परिणामस्वरूप, प्रत्येक अणु एक विद्युत द्विध्रुव में बदल जाता है, जिसकी धुरी बाहरी क्षेत्र के साथ निर्देशित होती है। असंबद्ध बाध्य आवेश ढांकता हुआ की सतह पर दिखाई देते हैं, जो बाहरी क्षेत्र की ओर निर्देशित अपना स्वयं का क्षेत्र बनाते हैं। इस प्रकार एक गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ का ध्रुवीकरण होता है। गैर-ध्रुवीय अणु का एक उदाहरण मीथेन अणु CH4 है। इस अणु में, चतुर्भुज आयनित कार्बन आयन C4– एक नियमित पिरामिड के केंद्र में स्थित है, जिसके शीर्ष पर हाइड्रोजन आयन H+ हैं। जब एक बाहरी क्षेत्र लागू किया जाता है, तो कार्बन आयन पिरामिड के केंद्र से विस्थापित हो जाता है, और अणु बाहरी क्षेत्र के आनुपातिक एक द्विध्रुव क्षण विकसित करता है।

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ठोस क्रिस्टलीय ढांकता हुआ के मामले में, एक प्रकार का विरूपण ध्रुवीकरण देखा जाता है - तथाकथित आयनिक ध्रुवीकरण, जिसमें बाहरी क्षेत्र लागू होने पर क्रिस्टल जाली बनाने वाले विभिन्न संकेतों के आयन विपरीत दिशाओं में विस्थापित हो जाते हैं, जैसे जिसके परिणामस्वरूप क्रिस्टल के फलकों पर बाध्य (अप्रतिपूरित) आवेश दिखाई देते हैं। ऐसे तंत्र का एक उदाहरण NaCl क्रिस्टल का ध्रुवीकरण है, जिसमें Na+ और Cl- आयन एक दूसरे के अंदर निहित दो उप-जाल बनाते हैं। बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में, NaCl क्रिस्टल की प्रत्येक इकाई कोशिका विद्युत रूप से तटस्थ होती है और इसमें द्विध्रुवीय क्षण नहीं होता है। बाहरी विद्युत क्षेत्र में, दोनों उप-जाल विपरीत दिशाओं में विस्थापित हो जाते हैं, यानी, क्रिस्टल ध्रुवीकृत हो जाता है।

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चित्र से पता चलता है कि एक बाहरी क्षेत्र एक गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ अणु पर कार्य करता है, इसके अंदर विपरीत आवेशों को अलग-अलग दिशाओं में ले जाता है, जिसके परिणामस्वरूप यह अणु एक ध्रुवीय ढांकता हुआ अणु के समान हो जाता है, जो क्षेत्र रेखाओं के साथ उन्मुख होता है। बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में गैर-ध्रुवीय अणुओं का विरूपण उनकी तापीय गति पर निर्भर नहीं करता है, इसलिए गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ का ध्रुवीकरण तापमान पर निर्भर नहीं करता है।

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ठोसों के बैंड सिद्धांत के मूल सिद्धांत बैंड सिद्धांत ठोसों के क्वांटम सिद्धांत के मुख्य खंडों में से एक है, जो क्रिस्टल में इलेक्ट्रॉनों की गति का वर्णन करता है, और धातुओं, अर्धचालकों और डाइलेक्ट्रिक्स के आधुनिक सिद्धांत का आधार है। किसी ठोस में इलेक्ट्रॉनों का ऊर्जा स्पेक्ट्रम मुक्त इलेक्ट्रॉनों के ऊर्जा स्पेक्ट्रम (जो निरंतर होता है) या व्यक्तिगत पृथक परमाणुओं से संबंधित इलेक्ट्रॉनों के स्पेक्ट्रम (उपलब्ध स्तरों के एक विशिष्ट सेट के साथ अलग) से काफी भिन्न होता है - इसमें व्यक्तिगत अनुमत ऊर्जा बैंड होते हैं निषिद्ध ऊर्जाओं के बैंड द्वारा अलग किया गया। बोह्र के क्वांटम मैकेनिकल अभिधारणाओं के अनुसार, एक पृथक परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा सख्ती से अलग मान ले सकती है (इलेक्ट्रॉन की एक निश्चित ऊर्जा होती है और वह कक्षाओं में से एक में स्थित होता है)।

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एक रासायनिक बंधन द्वारा एकजुट कई परमाणुओं की प्रणाली के मामले में, इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तर परमाणुओं की संख्या के अनुपात में विभाजित होते हैं। विभाजन का माप परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन कोशों की परस्पर क्रिया से निर्धारित होता है। सिस्टम में स्थूल स्तर तक और वृद्धि के साथ, स्तरों की संख्या बहुत बड़ी हो जाती है, और पड़ोसी कक्षाओं में स्थित इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा में अंतर तदनुसार बहुत छोटा होता है - ऊर्जा स्तर दो लगभग निरंतर असतत सेटों में विभाजित होते हैं - ऊर्जा जोन.

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अर्धचालकों और डाइलेक्ट्रिक्स में अनुमत ऊर्जा बैंडों में से उच्चतम, जिसमें 0 K के तापमान पर सभी ऊर्जा अवस्थाएं इलेक्ट्रॉनों द्वारा घेर ली जाती हैं, वैलेंस बैंड कहलाती हैं, अगला बैंड चालन बैंड है। इन क्षेत्रों की सापेक्ष व्यवस्था के सिद्धांत के आधार पर, सभी ठोस पदार्थों को तीन बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है: कंडक्टर - सामग्री जिसमें चालन बैंड और वैलेंस बैंड ओवरलैप होते हैं (कोई ऊर्जा अंतर नहीं होता है), एक क्षेत्र बनाते हैं जिसे चालन बैंड कहा जाता है (इस प्रकार , इलेक्ट्रॉन किसी भी अनुमेय रूप से कम ऊर्जा प्राप्त करके, उनके बीच स्वतंत्र रूप से घूम सकता है); ढांकता हुआ - सामग्री जिसमें जोन ओवरलैप नहीं होते हैं और उनके बीच की दूरी 3 ईवी से अधिक है (वैलेंस बैंड से चालन बैंड में एक इलेक्ट्रॉन को स्थानांतरित करने के लिए, महत्वपूर्ण ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए ढांकता हुआ व्यावहारिक रूप से वर्तमान का संचालन नहीं करता है); अर्धचालक - वे सामग्रियां जिनमें बैंड ओवरलैप नहीं होते हैं और उनके बीच की दूरी (बैंड गैप) 0.1-3 eV की सीमा में होती है (वैलेंस बैंड से चालन बैंड में एक इलेक्ट्रॉन को स्थानांतरित करने के लिए, की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है) एक ढांकता हुआ, इसलिए शुद्ध अर्धचालक कमजोर प्रवाहकीय होते हैं)।

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बैंड गैप (वैलेंस और कंडक्शन बैंड के बीच ऊर्जा अंतर) बैंड सिद्धांत में एक महत्वपूर्ण मात्रा है और किसी सामग्री के ऑप्टिकल और इलेक्ट्रिकल गुणों को निर्धारित करता है। वैलेंस बैंड से चालन बैंड तक एक इलेक्ट्रॉन के संक्रमण को चार्ज वाहक (नकारात्मक - इलेक्ट्रॉन, और सकारात्मक - छेद) की पीढ़ी की प्रक्रिया कहा जाता है, और रिवर्स संक्रमण को पुनर्संयोजन की प्रक्रिया कहा जाता है।

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अर्धचालक वे पदार्थ होते हैं जिनका बैंड गैप कई इलेक्ट्रॉन वोल्ट (ईवी) के क्रम पर होता है। उदाहरण के लिए, हीरे को चौड़े अंतराल वाले अर्धचालक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, और इंडियम आर्सेनाइड को संकीर्ण अंतराल वाले अर्धचालक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। अर्धचालकों में कई रासायनिक तत्व (जर्मेनियम, सिलिकॉन, सेलेनियम, टेल्यूरियम, आर्सेनिक और अन्य), बड़ी संख्या में मिश्र धातु और रासायनिक यौगिक (गैलियम आर्सेनाइड, आदि) शामिल हैं। प्रकृति में सबसे आम अर्धचालक सिलिकॉन है, जो पृथ्वी की पपड़ी का लगभग 30% हिस्सा बनाता है। अर्धचालक एक ऐसी सामग्री है, जो अपनी विशिष्ट चालकता के संदर्भ में, कंडक्टर और डाइलेक्ट्रिक्स के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति रखती है और अशुद्धियों, तापमान और विभिन्न प्रकार के विकिरण के संपर्क पर विशिष्ट चालकता की मजबूत निर्भरता में कंडक्टर से भिन्न होती है। अर्धचालक का मुख्य गुण बढ़ते तापमान के साथ विद्युत चालकता में वृद्धि है।

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सेमीकंडक्टर्स को कंडक्टर और डाइइलेक्ट्रिक्स दोनों गुणों की विशेषता होती है। अर्धचालक क्रिस्टल में, इलेक्ट्रॉनों को एक परमाणु से निकलने के लिए लगभग 1-2 10−19 J (लगभग 1 eV) ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जबकि ढांकता हुआ के लिए 7-10 10−19 J (लगभग 5 eV) होती है, जो अर्धचालकों के बीच मुख्य अंतर को दर्शाता है। और ढांकता हुआ. तापमान बढ़ने पर उनमें यह ऊर्जा प्रकट होती है (उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर, परमाणुओं की तापीय गति का ऊर्जा स्तर 0.4·10−19 J होता है), और व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनों को नाभिक से अलग होने के लिए ऊर्जा प्राप्त होती है। वे अपने नाभिक छोड़ते हैं, जिससे मुक्त इलेक्ट्रॉन और छिद्र बनते हैं। बढ़ते तापमान के साथ, मुक्त इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों की संख्या बढ़ जाती है, इसलिए, अर्धचालक में जिसमें अशुद्धियाँ नहीं होती हैं, विद्युत प्रतिरोधकता कम हो जाती है। परंपरागत रूप से, 2-3 eV से कम की इलेक्ट्रॉन बंधन ऊर्जा वाले तत्वों को अर्धचालक माना जाता है। इलेक्ट्रॉन-छिद्र चालकता तंत्र स्वयं देशी (अर्थात् अशुद्धियों के बिना) अर्धचालकों में प्रकट होता है। इसे अर्धचालकों की आंतरिक विद्युत चालकता कहा जाता है।

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वैलेंस बैंड से चालन बैंड तक इलेक्ट्रॉन संक्रमण की संभावना (-ईजी/केटी) के समानुपाती होती है, जहां ईजी बैंड गैप है। उदाहरण के लिए (2-3 eV) के बड़े मान पर, यह संभावना बहुत छोटी हो जाती है। इस प्रकार, पदार्थों का धातु और अधातु में विभाजन का एक निश्चित आधार है। इसके विपरीत, अर्धचालकों और डाइलेक्ट्रिक्स में अधातुओं के विभाजन का ऐसा कोई आधार नहीं है और यह पूरी तरह से सशर्त है।

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आंतरिक और अशुद्धता चालकता वाले अर्धचालक, जिनमें परमाणुओं के आयनीकरण के दौरान मुक्त इलेक्ट्रॉन और "छेद" दिखाई देते हैं, जिनसे संपूर्ण क्रिस्टल का निर्माण होता है, आंतरिक चालकता वाले अर्धचालक कहलाते हैं। आंतरिक चालकता वाले अर्धचालकों में, मुक्त इलेक्ट्रॉनों की सांद्रता "छिद्रों" की सांद्रता के बराबर होती है। अशुद्धि चालकता अशुद्धि चालकता वाले क्रिस्टल का उपयोग अक्सर अर्धचालक उपकरण बनाने के लिए किया जाता है। ऐसे क्रिस्टल पेंटावेलेंट या त्रिसंयोजक रासायनिक तत्व के परमाणुओं के साथ अशुद्धियों को पेश करके बनाए जाते हैं

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इलेक्ट्रॉनिक अर्धचालक (एन-प्रकार) शब्द "एन-प्रकार" शब्द "नकारात्मक" से आया है, जो बहुसंख्यक वाहकों के नकारात्मक चार्ज को संदर्भित करता है। टेट्रावेलेंट सेमीकंडक्टर (उदाहरण के लिए, सिलिकॉन) में पेंटावैलेंट सेमीकंडक्टर (उदाहरण के लिए, आर्सेनिक) की अशुद्धता मिलाई जाती है। परस्पर क्रिया के दौरान, प्रत्येक अशुद्धता परमाणु सिलिकॉन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन में प्रवेश करता है। हालाँकि, संतृप्त वैलेंस बांड में आर्सेनिक परमाणु के पांचवें इलेक्ट्रॉन के लिए कोई जगह नहीं है, और यह टूट जाता है और मुक्त हो जाता है। इस मामले में, चार्ज ट्रांसफर एक इलेक्ट्रॉन द्वारा किया जाता है, न कि किसी छेद द्वारा, यानी इस प्रकार का अर्धचालक धातुओं की तरह विद्युत प्रवाह का संचालन करता है। वे अशुद्धियाँ जिन्हें अर्धचालकों में मिलाया जाता है, जिससे वे n-प्रकार के अर्धचालक बन जाते हैं, दाता अशुद्धियाँ कहलाती हैं।

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होल अर्धचालक (पी-प्रकार) शब्द "पी-प्रकार" शब्द "पॉजिटिव" से आया है, जो बहुसंख्यक वाहकों के सकारात्मक चार्ज को दर्शाता है। इस प्रकार के अर्धचालक, अशुद्धता आधार के अलावा, चालकता की छिद्र प्रकृति की विशेषता रखते हैं। टेट्रावैलेंट सेमीकंडक्टर (जैसे सिलिकॉन) में त्रिसंयोजक तत्व (जैसे इंडियम) के परमाणुओं की एक छोटी मात्रा जोड़ी जाती है। प्रत्येक अशुद्धता परमाणु तीन पड़ोसी सिलिकॉन परमाणुओं के साथ एक सहसंयोजक बंधन स्थापित करता है। चौथे सिलिकॉन परमाणु के साथ एक बंधन स्थापित करने के लिए, इंडियम परमाणु में वैलेंस इलेक्ट्रॉन नहीं होता है, इसलिए यह पड़ोसी सिलिकॉन परमाणुओं के बीच सहसंयोजक बंधन से एक वैलेंस इलेक्ट्रॉन पकड़ लेता है और एक नकारात्मक चार्ज आयन बन जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक छेद बनता है। इस मामले में जो अशुद्धियाँ जोड़ी जाती हैं उन्हें स्वीकर्ता अशुद्धियाँ कहा जाता है।

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धातुओं और डाइलेक्ट्रिक्स की तुलना में अर्धचालकों के भौतिक गुणों का सबसे अधिक अध्ययन किया जाता है। काफी हद तक, यह बड़ी संख्या में प्रभावों से सुगम होता है जो किसी एक या दूसरे पदार्थ में नहीं देखे जा सकते हैं, मुख्य रूप से अर्धचालकों की बैंड संरचना की संरचना और काफी संकीर्ण बैंड गैप की उपस्थिति से संबंधित हैं। सेमीकंडक्टर यौगिकों को कई प्रकारों में विभाजित किया जाता है: सरल अर्धचालक सामग्री - रासायनिक तत्व स्वयं: बोरान बी, कार्बन सी, जर्मेनियम जीई, सिलिकॉन सी, सेलेनियम एसई, सल्फर एस, एंटीमनी एसबी, टेल्यूरियम टी और आयोडीन I. जर्मेनियम, सिलिकॉन और सेलेनियम। बाकी का उपयोग अक्सर डोपेंट या जटिल अर्धचालक सामग्री के घटकों के रूप में किया जाता है। जटिल अर्धचालक सामग्रियों के समूह में ऐसे रासायनिक यौगिक शामिल हैं जिनमें अर्धचालक गुण होते हैं और जिनमें दो, तीन या अधिक रासायनिक तत्व शामिल होते हैं। बेशक, अर्धचालकों के अध्ययन के लिए मुख्य प्रोत्साहन अर्धचालक उपकरणों और एकीकृत सर्किट का उत्पादन है।

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