Wykład 3. Materiały amorficzne i szkliste
|
|
- Ignacy Mazurkiewicz
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Wykład 3 Materiały amorficzne i szkliste Najistotniejszą cechą odróżniającą strukturę ciała amorficznego i szklistego od ciała krystalicznego jest brak uporządkowania dalekiego zasięgu. Nie istnieje również periodyczność translacyjna struktury. Jednak, jak widać z rysunku 3.1(b), położenia atomów w strukturze amorficznej nie są położeniami zupełnie przypadkowymi. Ciała amorficzne mają, tak samo jak kryształy wysoki stopień uporządkowania bliskiego zasięgu. To oczywiście jest konsekwencją istnienia wiązań chemicznych odpowiedzialnych za spójność ciał stałych. Rys.3.1. Schemat położenia atomów w a) ciele krystalicznym; b) w ciele amorficznym i c) w gazie Ciała amorficzne i szkliste charakteryzują się duża różnorodnością pod względem swej budowy wewnętrznej. Nieporządek w ciałach amorficznych może mieć różny charakter i dla opisu ich stosują głownie trzy modeli: model przypadkowego ciasnego upakowania; model ciągłej sieci losowej oraz model przypadkowych łańcuchów. Rozważmy krótko te trzy podstawowe modele. Model ciasnego przypadkowego upakowania W kryształach upakowanie strukturalnych jednostek (atomów, jonów, molekuł itd.) zachodzi w taki sposób, żeby procent przestrzeni nie zajętej przez atomy był jak najmniej możliwy. To jest tzw. sposób (model) ciasnego upakowania kryształu. Na rys.3. jest pokazana komórka elementarna (sześcian) kryształu zawierająca 4 atomy, każdy o objętości V 3 = 4π R / 3 ( R - promień atomu). Stała sieci tej struktury, jak widać z rys.3. wynosi a = R, a zatem stosunek objętości 4 atomów ( 4 V ) do objętości komórki elementarnej ( 3 a ), tzw. współczynnik wypełnienia komórki elementarnej, wynosi F = 4V / a 3 0, 74, tj. w 8
2 modelu ciasnego upakowania w strukturze pokazanej na rys.6. około 6% objętości kryształu jest puste, a 74% objętości stanowi objętość atomów. W ciałach amorficznych upakowanie atomów jest podobne do upakowania kulek (na przykład, grochu) w naczyniu o nieregularnym kształcie (rys.3.3). Takie upakowanie nosi nazwę przypadkowego ciasnego upakowania (random close packed). Okazało się, że można stworzyć teoretyczne modele struktur o stochastycznej geometrii. Jedną z tych teorii jest teoria perkolacji, elementarne podstawy której krótko rozważny niżej, ponieważ ona jest jedną z fascynujących teorii w nauce. Te teorii, oraz symulacje komputerowe, pozwalają obliczyć współczynnik przypadkowego ciasnego upakowania struktur amorficznych, który odgrywa taką samą role jak współczynnik wypełnienia komórki elementarnej w kryształach regularnych. Dokładny opis tych modeli przekracza poziom niniejszego wykładu. Jednak powiemy, że z tych obliczeń wynika, że współczynnik przypadkowego ciasnego upakowania wynosi około 64%, tj. w przypadku amorficznego ciała 36% objętości materiału jest puste. To zgadza się z danymi doświadczalnymi, że gęstość ciał amorficznych jest mniejsza niż gęstość ciał krystalicznych o tym samym składzie chemicznym. Rys.3.. Model ciasnego upakowania w kryształach Rys.3.3. Model ciasnego przypadkowego upakowania atomów w ciałach amorficznych Ciasne upakowanie występuję zawsze w kryształach metali, w których głównym jest oddziaływanie metaliczne. Analogiczne w amorficznych ciałach ciasne przypadkowe upakowanie spotyka się głównie w szkłach metalicznych. Ponieważ szkła metaliczne są w wielu przypadkach ferromagnetykami, wykorzystuję się (patrz Tabele 3.) je w rdzeniach transformatorów oraz jako nośniki informacji w postaci taśmy magnetycznej. W przypadku ciał bezpostaciowych, w których głównym oddziaływaniem między cząstkami są wiązania kowalencyjne, strukturę materiału lepiej opisuje model ciasnej sieci przypadkowej. 9
3 Model ciągłej sieci przypadkowej Przykładem bezpostaciowego materiału z przypadkową ciągłą siecią (tj. siecią bez zerwanych wiązań) jest amorficzny kwarc ( SiO ) (rys.3.4), którego sieć spełnia następujące reguły: - liczby koordynacyjne atomów krzemu i tlenu są równe odpowiednio 4 i, - długości i kąty wiązań O Si O są stałe (porządek bliski), - nie istnieją zerwane wiązania (model sieci ciągłej), - występuje rozrzut kątów wiązań Si O Si, - nie istnieje uporządkowani dalekiego zasięgu atomów. Rys.3.4. Model ciągłej sieci przypadkowej w amorficznym kwarcu Strukturę ciągłej sieci przypadkowej mają wielu szkieł: GeO, GeS, GeSe itd. We wszystkich tych materiałach dominującym typem wiązania jest wiązanie kowalencyjne, a wiązanie jonowe i metaliczne dają znacznie mniejszy udział. Model przypadkowych łańcuchów Model przypadkowych łańcuchów był opracowany głównie do szklistych materiałów zbudowanych z łańcuchów polimerowych organicznych lub nieorganicznych. Polimerami są substancje zbudowane z powtarzających się elementów ( merów ), przy czym mogą to być elementy identyczne (monomery) lub różne (najczęściej dwa trzy). Strukturę amorficznych polimerów oddaje najlepiej tzw. model kłębków model przypadkowych łańcuchów (rys.3.5). W tym modelu łańcuchy tworzą kłębki przenikających się nawzajem łańcuchów polimerowych. Rys.3.5. Model przypadkowych łańcuchów Przykładami takich szkieł są amorficzny selen ( Se, gdzie N - indeks polimeryzacji); polistyren ( ( CH CHC6H 5 ) N ) itd. N 30
4 Model perkolacyjny Teoria perkolacji jest jedną z atrakcyjniejszych teorii w fizyce (i nie tylko w fizyce!), która znajduje szerokie zastosowanie do opisu nieuporządkowanych układów o geometrii stochastycznej. Ważne praktycznie znaczenie teorii perkolacji związane jest w tym, że to jest dość ogólna teoria, która może być zastosowana do opisu szerokiego zakresu różnych zjawisk fizycznych (tablica 3.1). Układ fizyczny albo zjawisko fizyczne Przepływ cieczy w porowatym materiału Rozprzestrzenianie się choroby w populacji Komunikacja lub sieć rezystorów Kompozyty materiałów przewodzących i Izolacyjnych Kompozyty metalu i nadprzewodnika Nieciągłe cienkie warstwy metaliczne Powstawanie gwiazd w galaktykach spiralnych Kwarki w teorii cząstek elementarnych Ciekłe warstwy helu na powierzchni Tablica 3.1. Zastosowania teorii perkolacji Problem Lokalny i rozciągły przepływ cieczy Powstawanie epidemii Przepływ prądu Przejście izolator przewodnik Przejście metal nadprzewodnik Przejścia izolator przewodnik Dynamika gwiazd Dynamika kwarków Przejście cieczy w stan nadciekły Domieszki atomów metalicznych w izolatorze Przejście izolator metal Rozcieńczone magnetyki Żelowanie polimerów, wulkanizacja Bezpostaciowe materiały Półprzewodnikowe materiały Przejście paramagnetyk ferromagnetyk Przejście ciesz żel Przejście ciecz szkło Stany zlokalizowane Termin perkolacja (przeciekanie) był zaproponowany w 1957 roku przez matematyka J.M. Hammersleya, który rozważał przepływ płynu przez sieć kanałów, w której część kanałów może być przypadkowo zatkana, co powoduje niemożliwym przeciekanie wody przez te kanały (rys.3.6). Pytanie na które odpowiada teoria perkolacji związana jest ze znalezieniem odpowiedzi na pytanie: jaka część kanałów musi zostać zatkana, żeby woda nie przeciekała ze źródła do stoku. 31
5 Okazuje się, że istnieje krytyczna koncentracja p c niezatkanych kanałów przy której przepływ wody jest niemożliwy. Przy p > p c istnieje ścieżka przewodzących (nie zatkanych) kanałów, która łączy źródło i stok wody. Przeciekanie idei teorii perkolacji w fizyku układów nieuporządkowanych zaczyna się w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Początki zastosowanie teorii perkolacj w fizyce ciał amorficznych są związane z nową wersją teorii objętości Rys.3.6. Przykład zagadnienia perkolacyjnego swobodnej. Zgodnie z tym modelem każdemu atomowi (jednostce kinetycznej) odpowiada komórka o objętości V, stworzona przez otaczające go atomy. Komórki mogą znajdować się w dwóch stanach: ciekłym i stałym, w zależności od tego, czy objętość V < Vc, czy V > V c, gdzie V c - niektóra krytyczna wartość. Między komórkami ciekłymi może zachodzić wymiana między sobą objętością swobodną V f = V V, przy tym ta wymiana c nie wymaga żadnych energetycznych strat. Oprócz tego, żeby taka wymiana była możliwą, w otoczeniu ciekłej komórki musi znajdować kilka ciekłych komórek. Zakłada się, że w klasterze stworzonym z ciekłych komórek, każda komórka ma chociażby dwóch sąsiedzi, a zatem liczba koordynacyjna w klasterze Z > 1. p p c Z tego modelu wynika, że istnieje próg przeciekania p c przy przejściu przez który ( ) powstaje nieskończony klaster ciekły. Przy tym powstaje możliwość swobodnego przemieszczenia swobodnej objętości w granicach całego układu. Ten stan układu odpowiada stanowi ciekłemu. Przy p < pc klastery mają skończony wymiary, co znacznie ogranicza przemieszczenie swobodnej objętości. Ten stan układu jest stanem amorficznym (szklistym). Punkt p = pc odpowiada temperaturze przejścia w stan amorficzny (szklisty). W nauce, jak wiemy, skokowa zmiana właściwości w układzie nazywana jest przejściem fazowym. Przejścia fazowe charakteryzują się istnieniem progu, w którym nagle pojawiają się oddziaływania o długim zasięgu, czego efektem jest jakościowa zmiana 3
6 właściwości. Na ogół pojawiają się one dla określonych wartości: powiązań, gęstości, stopni wypełnienia lub koncentracji w układzie. Właśnie poszukiwaniem i opisywaniem zależności statystycznych wymienionych właściwości od parametrów opisujących zmiany geometrii układu zajmują się teorie perkolacji, a zjawiska progowe polegające na nagłym pojawieniu się długozasięgowych oddziaływań w układzie nazywane są przejściami perkolacyjnymi, a punkt, w którym przejście to zachodzi nazywany jest granicą perkolacyjną. Zilustrujemy podstawy obliczenia granicy perkolacyjnej na przykładzie sieci kwadratowej (rys.3.7). Wybierzemy losowo jakiś węzeł i załóżmy, że prawdopodobieństwo tego, że węzeł jest zapełniony (czarna kropka na rys.3.7) wynosi p. Ponieważ na sieci kwadratowej mamy czterech najbliższych sąsiadów to prawdopodobieństwo tego że powstanie klaster z dwóch zapełnionych węzłów wynosi powstanie klaster z połączonych trzech zapełnionych węzłów wynosi 4 p. Prawdopodobieństwo tego, że 3 18 p itd. Rys.3.7. Perkolacja dla węzłów na sieci kwadratowej. Widać, że gdy p = istnieje nieograniczony klaster Rys.3.8. Zależności średniego rozmiaru klastera s av ( p) i prawdopodobieństwa perkolacji P( p) 33
7 Oznaczmy przez n (s), gdzie s = 1,,3, prawdopodobieństwo istnienia klastera o rozmiarze s. W przypadku sieci kwadratowej 3 n ( s) = p,4 p,18p,. Określimy średni rozmiar klastera jako s n( s) s = 1 s av =. (3.1) sn( s) av s = 1 Przy małym p ( p < < 1) wartość s 1, co oznacza że w strukturze większość klasterów są klastery syngletowe. Gdy p rośnie, to rośnie również s av. Zależność s ev ( p) dla sieci kwadratowej jest przedstawiona na rys.3.8. Z tego wykresu wynika, że gdy p p 0, 5 = c mamy s av, a zatem powyżej p c ścieżka perkolacyjna istnieje, a poniżej p c - nie istnieje. Na rys.3.8 P ( p) oznacza prawdopodobieństwo, iż wybrane przypadkowo wiązanie należy do nieskończonego klastera. Wielkość P ( p) nosi nazwę prawdopodobieństwa perkolacji. Przy p < pc prawdopodobieństwo P ( p) = 0 i przy p > pc rośnie do 1. Zastosowania ciał amorficznych i szklistych Ciała amorficzne i szkliste znajdują szerokie zastosowanie praktyczne. Zaletą ciał amorficznych jest dość łatwa i tania technologia ich wytwarzania. Oprócz tego ciała amorficzne i szkliste można otrzymywać w postaci próbek o praktycznie dowolnym kształcie i rozmiarach. W tabeli 3. są przedstawione niektóre przykłady zastosowania ciał bezpostaciowych. Najlepiej znanym wykorzystywanym na co dzień materiałem bezpostaciowym jest szkło okienne wytopione z krzemionki ( SiO ), najczęstszą spotykaną postacią której jest kwarc - zwykły piasek. Optyczna izotropowość, jak i niskie przewodnictwo cieplne szkła okiennego są spowodowane utratą uporządkowania dalekiego zasięgu. Jak widać z Tabeli 3. jednym z obszarów szerokiego zastosowania szkła tlenkowego jest telekomunikacja światłowodowa. Przezroczystość szkieł obecnie jest tak wielka, że światło może przebyć drogę jednego kilometra w materiale tracąc mniej niż 10% swej intensywności. Dostępność obecnie włókien szklanych o wysokiej czystości i jednorodności powoduje, że wkrótce głównym nośnikiem informacji będą nie przewody miedziane, a światłowody przekazujące sygnały optyczne. 34
8 Rodzaj ciała amorficznego Szkło tlenkowe Szkło tlenkowe Tablica 3.. Przykłady zastosowania ciał bezpostaciowych Materiał Zastosowanie Wykorzystane szczególne własności ( SiO ) 0,8 ( NaO) przezroczystość, stałość, 0, Szkło okienne, itp możliwość formowania w postaci wielkich szyb ( SiO ) 0,9 ( GeO ) włókna światłowodowe w sieciach telekotość, możliwość formowa- ultraprzezroszystość, czys- 0,1 munikacyjnych nia w postaci jednorodnych włókien Polimer organiczny Polistyren plastyki wytrzymałość, lekkość, łatwość wytwarzania fotoprzewodnictwo, możliwość formowania w postaci Szkła Se, AsSe kserografia 3 chalkogenidowe cienkich warstw o wielkiej powierzchni Półprzewodnik Te Ge Pamięci komputerowe 0,8 0, transformacja kryształ amorficzny ciało amorficzne spowodowana polem elektrycznym Półprzewodnik Si0,9H ogniwa słoneczne Efekt fotoelektryczny, 0,1 amorficzny cienkie warstwy o dużej powierzchni Szło metaliczne Fe B rdzenie 0,8 0, transformatorowe ferromagnetyzm, niskie straty, możliwość formowania w postaci długich taśm Zasady wykorzystywania światłowodów w sieciach telekomunikacyjnych są pokazane schematycznie na rys.3.9. Impulsy elektryczne kodujące rozmowę telefoniczną albo inny sygnał informacyjny są transformowane w zakodowane impulsy świetlne. Zakodowany sygnał w postaci strumienia światła przechodzi wzdłuż włókna i na drugim jego końcu zostaje dekodowany (photodetector na rys.3.9) w impulsy elektryczne, a następnie w sygnał pożądanej formy (mowa, dane komputerowe, sterowanie drukarki i tak dalej). Światłowody są zbudowany w następujący sposób (lewy górny róg na rys.3.9). Centralny rdzeń (core) światłowodu z superprzezroczystego szkła jest otoczony koszulką (cladding na rys.3.9) ze szkła o niższym współczynniku załamania niż rdzeń., tj. n koszulka < n rdzeń. Przypomnijmy tu niektóre podstawowe pojęcia z optyki klasycznej. Z prawa załamania światła n 1 sin α = n sin β, gdzie α - kąt padania, a β - kąt załamania światła wynika, że β > α, jeżeli n < n1. Kąt załamania β nie może być większy niż A zatem, jeżeli β = π /, to z prawa załamania światła znajdujemy tzw. kąt graniczny 35
9 α = gr arcsin( n / n1 ). Jeżeli kąt padania α α gr, to światło zostaje całkowicie odbite od ośrodku o współczynniku załamania n. Zjawisko to nosi nazwę całkowitego wewnętrznego odbicia. Wróćmy teraz do światłowodów. Jeżeli w światłowodzie n < n, to koszulka rdzeń promienie świetlne rozprzestrzeniające się w rdzeniu pod małym kątem względem osi światłowodu ulegają całkowitemu wewnętrznemu odbiciu od powierzchni oddzielającej rdzeń od koszulko i droga światła jest całkowicie ograniczona do rdzenia światłowodu. Rys.3.9. Schemat zastosowania światłowodów w sieciach telekomunikacyjnych Najistotniejszą zaletą optycznych systemów telekomunikacyjnych jest ich pojemność informacyjna, która jest znacznie wyższa niż w systemach opartych na przewodnikach elektrycznych. Dla typowego światłowodu o oknie przezroczystości około 1,5 µ m (blisko podczerwieni) częstość sygnału ν = c / λ = 3 10 /1,5 10 = 10 Hz jest znacznie większa niż w sieciach elektrycznych. Pozwala to na modulację światła przy bardzo wysokiej częstości, a więc znacznie więcej informacji (na przykład o wiele więcej jednoczesnych rozmów) można przenosić przez włókno szklane niż przez jego miedziany odpowiednik. Inną dziedziną praktycznego zastosowania ciał bezpostaciowych (a mianowicie szkieł chalkogenidkowych ( Se, AsSe3 )) jest kserografia. Szkła chalkogenidkowe są półprzewodnikami, które są dobrymi izolatorami w ciemności, jednak są zdolne do silnego pochłaniania światła widzialnego. Wskutek absorpcji półprzewodnikiem światła elektrony zostają oderwane od swoich macierzystych atomów i mogą swobodnie poruszać się w obszarze półprzewodnika, co powoduje, że półprzewodnik staje się przewodnikiem. Takie półprzewodniki noszą nazwę fotoprzewodnikami. Jednym z ważnych zastosowań 36
10 amorficznych półprzewodników jest kserografia ( suche zapisywanie ). Poszczególne kroki w kserografii schematyczne są pokazane na rys Na pierwszym stadium procesu kserograficznego powierzchnia fotoprzewodnika, znajdującego się na podłożu metalicznym, zostaje naładowana wykorzystując zjawisko wyładowania koronowego. Wyładowanie koronowe jest procesem, w którym prąd zaczyna płynąć przez powietrze z elektrody, podłączonej do źródła wysokiego napięcia, do powierzchni fotoprzewodnika (rys.3.10a). Wysokie napięcie na elektrodzie powoduje jonizację powietrza pomiędzy fotoprzewodnikiem i elektrodom, dzięki czemu powietrze staje się dobrym przewodnikiem ładunku elektrycznego. Zgromadzony na powierzchni fotoprzewodnika ładunek elektryczny indukuje na powierzchni granicznej między metalem a fotoprzewodnikiem ładunek o przeciwnym znaku ale o tej samej wielkości. Warstwa z fotoprzewodnika o grubości około 50 µ m jest w stanie wytrzymać pole elektryczne do 10 5 V/cm. A zatem po naładowaniu warstwa z fotoprzewodnika tworzy naładowany kondensator, okładkami którego są dwie powierzchni warstwy i wewnątrz warstwy tworzy się silne pole elektryczne. Rys Schemat kroków w procesie kserograficznym: a) ładowanie, b) naświetlanie, c) wywołanie obrazu, d) przeniesienie obrazu na papier 37
11 Drugim etapem jest etap tworzenia obrazu. Na kopiowany dokument pada światło, które po odbiciu od dokumentu pada na powierzchnię naładowanego fotoprzewodnika. W miejscu fotoprzewodnika na które pada odbite światło, fotony zostają zaabsorbowane i w półprzewodniku powstają swobodne elektrony i zjonizowane atomy (dodatnie naładowane jony). Powstałe elektrony pod wpływem istniejącego w warstwie naładowanego fotoprzewodnika pola elektrycznego zaczynają poruszać się w stronę dodatnio naładowanej powierzchni warstwy, neutralizując zgromadzone na niej dodatnie ładunki, podczas, gdy ładunek dodatnio naładowanych jonów zostaje neutralizowany przez elektrony znajdujące się na ujemnie naładowanej powierzchni warstwy półprzewodnikowej. Tam, gdzie światło nie padało wcale, początkowy ładunek elektryczny pozostaje bez zmian. Natomiast, w miejscu gdzie padało światło stopień neutralizacji ładunku zależy od natężenia padającego światła. A zatem obraz optyczny skopiowanego dokumentu zostaje ukryty w rozkładzie potencjału elektrostatycznego na powierzchni fotoprzewodnika (rys.3.10b). Żeby wywołać obraz elektrostatyczny, na powierzchni warstwy fotoprzewodnika zostają rozproszone bardzo drobne cząstki tonera barwnika naładowanego ujemnie. Te cząstki przyciągają się ku dodatnio naładowanym fragmentom (rys.3.10c). Jednocześnie nad powierzchnią fotoprzewodnika z cząstkami tonera zaczyna przemieszczać się kartka dodatnie naładowanego papieru (rys.3.10d). Powstałe szybkie lokalne ogrzanie papieru powoduje wsiąknięcie ( zassanie ) papierem tonera (szkła organicznego), wskutek czego powstaje trwała fotokopia dokumentu. 38
Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ
Właściwości optyczne Oddziaływanie światła z materiałem hν MATERIAŁ Transmisja Odbicie Adsorpcja Załamanie Efekt fotoelektryczny Tradycyjnie właściwości optyczne wiążą się z zachowaniem się materiałów
Bardziej szczegółowoWykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych
Wykład XIV: Właściwości optyczne JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Treść wykładu: Treść wykładu: 1. Wiadomości wstępne: a) Załamanie
Bardziej szczegółowoWIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE
WIĄZANIA Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE Przyciąganie Wynika z elektrostatycznego oddziaływania między elektronami a dodatnimi jądrami atomowymi. Może to być
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 8
Podstawy fizyki wykład 8 Dr Piotr Sitarek Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska Ładunek elektryczny Grecy ok. 600 r p.n.e. odkryli, że bursztyn potarty o wełnę przyciąga inne (drobne) przedmioty. słowo
Bardziej szczegółowoElektryczne własności ciał stałych
Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności elektryczne trzeba zdefiniować kilka wielkości Oporność właściwa (albo przewodność) ładunek [C] = 1/
Bardziej szczegółowoCzym jest prąd elektryczny
Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,
Bardziej szczegółowoCzym się różni ciecz od ciała stałego?
Szkła Czym się różni ciecz od ciała stałego? gęstość Czy szkło to ciecz czy ciało stałe? Szkło powstaje w procesie chłodzenia cieczy. Czy szkło to ciecz przechłodzona? kryształ szkło ciecz przechłodzona
Bardziej szczegółowoStany skupienia materii
Stany skupienia materii Ciała stałe - ustalony kształt i objętość - uporządkowanie dalekiego zasięgu - oddziaływania harmoniczne Ciecze -słabo ściśliwe - uporządkowanie bliskiego zasięgu -tworzą powierzchnię
Bardziej szczegółowoFizyka Ciała Stałego
Wykład III Struktura krystaliczna Fizyka Ciała Stałego Ciała stałe można podzielić na: Krystaliczne, o uporządkowanym ułożeniu atomów lub molekuł tworzącym sieć krystaliczną. Amorficzne, brak uporządkowania,
Bardziej szczegółowoRóżne dziwne przewodniki
Różne dziwne przewodniki czyli trzy po trzy o mechanizmach przewodzenia prądu elektrycznego Przewodniki elektronowe Metale Metale (zwane również przewodnikami) charakteryzują się tym, że elektrony ich
Bardziej szczegółowoPrzewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki
Przewodność elektryczna ciał stałych Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności
Bardziej szczegółowoWŁASNOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIECZY
WŁASNOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIECZY Polimery Sieć krystaliczna Napięcie powierzchniowe Dyfuzja 2 BUDOWA CIAŁ STAŁYCH Ciała krystaliczne (kryształy): monokryształy, polikryształy Ciała amorficzne (bezpostaciowe)
Bardziej szczegółowoBUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale
BUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale na: kryształy ciała o okresowym regularnym uporządkowaniu atomów, cząsteczek w całej swojej
Bardziej szczegółowoFALOWA I KWANTOWA HASŁO :. 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N
OPTYKA FALOWA I KWANTOWA 1 F O T O N 2 Ś W I A T Ł O 3 E A I N S T E I N 4 D Ł U G O Ś C I 5 E N E R G I A 6 P L A N C K A 7 E L E K T R O N 8 D Y F R A K C Y J N A 9 K W A N T O W A 10 M I R A Ż 11 P
Bardziej szczegółowoElementy teorii powierzchni metali
prof. dr hab. Adam Kiejna Elementy teorii powierzchni metali Wykład 4 v.16 Wiązanie metaliczne Wiązanie metaliczne Zajmujemy się tylko metalami dlatego w zasadzie interesuje nas tylko wiązanie metaliczne.
Bardziej szczegółowoZaburzenia periodyczności sieci krystalicznej
Zaburzenia periodyczności sieci krystalicznej Defekty liniowe dyslokacja krawędziowa dyslokacja śrubowa dyslokacja mieszana Defekty punktowe obcy atom w węźle luka w sieci (defekt Schottky ego) obcy atom
Bardziej szczegółowo2. Półprzewodniki. Istnieje duża jakościowa różnica między właściwościami elektrofizycznymi półprzewodników, przewodników i dielektryków.
2. Półprzewodniki 1 Półprzewodniki to materiały, których rezystywność jest większa niż rezystywność przewodników (metali) oraz mniejsza niż rezystywność izolatorów (dielektryków). Przykłady: miedź - doskonały
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny
Repeta z wykładu nr 8 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 przegląd detektorów
Bardziej szczegółowoi elementy z półprzewodników homogenicznych część II
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych część II Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Bardziej szczegółowoWłaściwości kryształów
Właściwości kryształów Związek pomiędzy właściwościami, strukturą, defektami struktury i wiązaniami chemicznymi Skład i struktura Skład materiału wpływa na wszystko, ale głównie na: właściwości fizyczne
Bardziej szczegółowoDielektryki polaryzację dielektryka Dipole trwałe Dipole indukowane Polaryzacja kryształów jonowych
Dielektryki Dielektryk- ciało gazowe, ciekłe lub stałe niebędące przewodnikiem prądu elektrycznego (ładunki elektryczne wchodzące w skład każdego ciała są w dielektryku związane ze sobą) Jeżeli do dielektryka
Bardziej szczegółowoPasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka
Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego Anna Pietnoczka Wpływ rodzaju wiązań na przewodność próbki: Wiązanie jonowe - izolatory Wiązanie metaliczne - przewodniki Wiązanie kowalencyjne - półprzewodniki
Bardziej szczegółowoWŁAŚCIWOŚCI IDEALNEGO PRZEWODNIKA
WŁAŚCIWOŚCI IDEALNEGO PRZEWODNIKA Idealny przewodnik to materiał zawierająca nieskończony zapas zupełnie swobodnych ładunków. Z tej definicji wynikają podstawowe własności elektrostatyczne idealnych przewodników:
Bardziej szczegółowoFala elektromagnetyczna o określonej częstotliwości ma inną długość fali w ośrodku niż w próżni. Jako przykłady policzmy:
Rozważania rozpoczniemy od ośrodków jednorodnych. W takich ośrodkach zależność między indukcją pola elektrycznego a natężeniem pola oraz między indukcją pola magnetycznego a natężeniem pola opisana jest
Bardziej szczegółowoPlan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe
Plan Zajęć 1. Termodynamika, 2. Grawitacja, Kolokwium I 3. Elektrostatyka + prąd 4. Pole Elektro-Magnetyczne Kolokwium II 5. Zjawiska falowe 6. Fizyka Jądrowa + niepewność pomiaru Kolokwium III Egzamin
Bardziej szczegółowoNatężenie prądu elektrycznego
Natężenie prądu elektrycznego Wymuszenie w przewodniku różnicy potencjałów powoduje przepływ ładunków elektrycznych. Powszechnie przyjmuje się, że przepływający prąd ma taki sam kierunek jak przepływ ładunków
Bardziej szczegółowo!!!DEL są źródłami światła niespójnego.
Dioda elektroluminescencyjna DEL Element czynny DEL to złącze p-n. Gdy zostanie ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to w obszarze typu p, w warstwie o grubości rzędu 1µm, wytwarza się stan inwersji
Bardziej szczegółowoKLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI
Egzamin maturalny maj 009 FIZYKA I ASTRONOMIA POZIOM ROZSZERZONY KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI Zadanie 1.1 Narysowanie toru ruchu ciała w rzucie ukośnym. Narysowanie wektora siły działającej na ciało w
Bardziej szczegółowoTEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH
TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH Skolektywizowane elektrony w metalu Weźmy pod uwagę pewną ilość atomów jakiegoś metalu, np. sodu. Pojedynczy atom sodu zawiera 11 elektronów o konfiguracji 1s 2 2s 2 2p 6 3s
Bardziej szczegółowoLaboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT
Laboratorium techniki laserowej Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 006 1.Wstęp Rozwój techniki optoelektronicznej spowodował poszukiwania nowych materiałów
Bardziej szczegółowoWłasności optyczne materii. Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią?
Własności optyczne materii Jak zachowuje się światło w zetknięciu z materią? Właściwości optyczne materiału wynikają ze zjawisk: Absorpcji Załamania Odbicia Rozpraszania Własności elektrycznych Refrakcja
Bardziej szczegółowoWIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE
WIĄZANIA Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE 1 Przyciąganie Wynika z elektrostatycznego oddziaływania między elektronami a dodatnimi jądrami atomowymi. Może to być
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ MECHANICZNY Techniki niskotemperaturowe w Inżynierii Mechaniczno Medycznej Zmiana własności ciał w temperaturach kriogenicznych Prowadzący: dr inż. Waldemar Targański Emilia
Bardziej szczegółowoNADPRZEWODNIKI WYSOKOTEMPERATUROWE (NWT) W roku 1986 Alex Muller i Georg Bednorz odkryli. miedziowo-lantanowym, w którym niektóre atomy lantanu były
FIZYKA I TECHNIKA NISKICH TEMPERATUR NADPRZEWODNICTWO NADPRZEWODNIKI WYSOKOTEMPERATUROWE (NWT) W roku 1986 Alex Muller i Georg Bednorz odkryli nadprzewodnictwo w złożonym tlenku La 2 CuO 4 (tlenku miedziowo-lantanowym,
Bardziej szczegółowoWstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca
Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej Mateusz Goryca mgoryca@fuw.edu.pl Uniwersytet Warszawski 2015 Materia skondensowana OC 6 H 13 H 13 C 6 O OC 6 H 13 H 17 C 8 O H 17 C 8 O N N Cu O O H 21
Bardziej szczegółowoWiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań
Wiązania chemiczne Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych 5 typów wiązań wodorowe A - H - A, jonowe ( np. KCl ) molekularne (pomiędzy atomami gazów szlachetnych i małymi
Bardziej szczegółowoModel wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2
Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2 + Współrzędne elektronu i protonów Orbitale wiążący i antywiążący otrzymane jako kombinacje orbitali atomowych Orbital wiążący duża gęstość ładunku między jądrami
Bardziej szczegółowoŁadunek elektryczny. Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych
Ładunek elektryczny Ładunek elektryczny jedna z własności cząstek elementarnych http://pl.wikipedia.org/wiki/%c5%81a dunek_elektryczny ładunki elektryczne o takich samych znakach się odpychają a o przeciwnych
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane
Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane Półprzewodnik typu n IV-Ge V-As Jeżeli pięciowartościowy atom V-As zastąpi w sieci atom IV-Ge to cztery elektrony biorą udział w wiązaniu kowalentnym,
Bardziej szczegółowoWykład 17 Izolatory i przewodniki
Wykład 7 Izolatory i przewodniki Wszystkie ciała możemy podzielić na przewodniki i izolatory albo dielektryki. Przewodnikami są wszystkie metale, roztwory kwasów i zasad, roztopione soli, nagrzane gazy
Bardziej szczegółowoLaboratorium inżynierii materiałowej LIM
Laboratorium inżynierii materiałowej LIM wybrane zagadnienia fizyki ciała stałego czyli skrót skróconego skrótu dr hab. inż.. Ryszard Pawlak, P prof. PŁP Fizyka Ciała Stałego I. Wstęp Związki Fizyki Ciała
Bardziej szczegółowoSTRUKTURA PASM ENERGETYCZNYCH
PODSTAWY TEORII PASMOWEJ Struktura pasm energetycznych Teoria wa Struktura wa stałych Półprzewodniki i ich rodzaje Półprzewodniki domieszkowane Rozkład Fermiego - Diraca Złącze p-n (dioda) Politechnika
Bardziej szczegółowoZjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski
Plan referatu Zjawisko Halla Referujący: Tomasz Winiarski 1. Podstawowe definicje ffl wektory: E, B, ffl nośniki ładunku: elektrony i dziury, ffl podział ciał stałych ze względu na własności elektryczne:
Bardziej szczegółowoI. PROMIENIOWANIE CIEPLNE
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.
Bardziej szczegółowoOpracowała: mgr inż. Ewelina Nowak
Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr
Bardziej szczegółowoPole przepływowe prądu stałego
Podstawy elektromagnetyzmu Wykład 5 Pole przepływowe prądu stałego Czym jest prąd elektryczny? Prąd elektryczny: uporządkowany ruch ładunku. Prąd elektryczny w metalach Lity metalowy przewodnik zawiera
Bardziej szczegółowo1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J
1 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A P O D S T A W E L E K T R O T E C H N I K I I E L E K T R O N I K I Ćw. 1. Łączenie i pomiar oporu Wprowadzenie Prąd elektryczny Jeżeli w przewodniku
Bardziej szczegółowoS. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Półprzewodniki. Półprzewodniki
Półprzewodniki Definicja i własności Półprzewodnik materiał, którego przewodnictwo rośnie z temperaturą (opór maleje) i w temperaturze pokojowej wykazuje wartości pośrednie między przewodnictwem metali,
Bardziej szczegółowoCiała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz
Ciała stałe Podstawowe własności ciał stałych Struktura ciał stałych Przewodnictwo elektryczne teoria Drudego Poziomy energetyczne w krysztale: struktura pasmowa Metale: poziom Fermiego, potencjał kontaktowy
Bardziej szczegółowoFizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 329, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 2 sprawdziany (10 pkt każdy) lub egzamin (2 części po 10 punktów) 10.1 12 3.0 12.1 14 3.5 14.1 16 4.0 16.1 18 4.5 18.1 20 5.0
Bardziej szczegółowoRekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja
Rekapitulacja Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Bardziej szczegółowoRepeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n
Repeta z wykładu nr 5 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Bardziej szczegółowoNadprzewodniki. W takich materiałach kiedy nastąpi przepływ prądu może on płynąć nawet bez przyłożonego napięcia przez długi czas! )Ba 2. Tl 0.2.
Nadprzewodniki Pewna klasa materiałów wykazuje prawie zerową oporność (R=0) poniżej pewnej temperatury zwanej temperaturą krytyczną T c Większość przewodników wykazuje nadprzewodnictwo dopiero w temperaturze
Bardziej szczegółowoRuch ładunków w polu magnetycznym
Ruch ładunków w polu magnetycznym Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Ruch ładunków w polu magnetycznym
Bardziej szczegółowoAbsorpcja związana z defektami kryształu
W rzeczywistych materiałach sieć krystaliczna nie jest idealna występują różnego rodzaju defekty. Podział najważniejszych defektów ze względu na właściwości optyczne: - inny atom w węźle sieci: C A atom
Bardziej szczegółowoBadanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)
Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) 1. Wymagane zagadnienia - ruch ładunku w polu magnetycznym, siła Lorentza, pole elektryczne - omówić zjawisko Halla, wyprowadzić wzór na napięcie
Bardziej szczegółowoLekcja 43. Pojemność elektryczna
Lekcja 43. Pojemność elektryczna Pojemność elektryczna przewodnika zależy od: Rozmiarów przewodnika, Obecności innych przewodników, Ośrodka w którym się dany przewodnik znajduje. Lekcja 44. Kondensator
Bardziej szczegółowoFizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 39, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 1 sprawdzian 30 pkt 15.1 18 3.0 18.1 1 3.5 1.1 4 4.0 4.1 7 4.5 7.1 30 5.0 http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan Program: - elementy
Bardziej szczegółowoINŻYNIERIA MATERIAŁOWA w elektronice
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej... INŻYNIERIA MATERIAŁOWA w elektronice... Dr hab. inż. JAN FELBA Profesor nadzwyczajny PWr 1 PROGRAM WYKŁADU Struktura materiałów
Bardziej szczegółowoPOMIAR TEMPERATURY CURIE FERROMAGNETYKÓW
Ćwiczenie 65 POMIAR TEMPERATURY CURIE FERROMAGNETYKÓW 65.1. Wiadomości ogólne Pole magnetyczne można opisać za pomocą wektora indukcji magnetycznej B lub natężenia pola magnetycznego H. W jednorodnym ośrodku
Bardziej szczegółowoSTRUKTURA CIAŁA STAŁEGO
STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO Podział ciał stałych Ciała - bezpostaciowe (amorficzne) Szkła, żywice, tłuszcze, niektóre proszki. Nie wykazują żadnych regularnych płaszczyzn ograniczających, nie można w nich
Bardziej szczegółowoFizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna
Wykład II Struktura krystaliczna Fizyka Ciała Stałego Ciała stałe można podzielić na: Amorficzne, brak uporządkowania, np. szkła; Krystaliczne, o uporządkowanym ułożeniu atomów lub molekuł tworzącym sieć
Bardziej szczegółowoKondensator. Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych
Kondensatory Kondensator Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych dielektrykiem, na których zgromadzone są ładunki elektryczne jednakowej wartości ale o przeciwnych znakach. Budowa Najprostsze
Bardziej szczegółowoFizyka 1 Wróbel Wojciech
w poprzednim odcinku 1 Stany skupienia materii Ciała stałe Ciecze Płyny Gazy 2 Stany skupienia materii Ciała stałe Ciecze Płyny Gazy Plazma 3 Ciało stałe ustalony kształt i objętość uporządkowanie dalekiego
Bardziej szczegółowoPrzerwa energetyczna w germanie
Ćwiczenie 1 Przerwa energetyczna w germanie Cel ćwiczenia Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporu monokryształu germanu od temperatury. Wprowadzenie Eksperymentalne badania
Bardziej szczegółowoFizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics)
Fizyka współczesna Co zazwyczaj obejmuje fizyka współczesna (modern physics) Koniec XIX / początek XX wieku Lata 90-te XIX w.: odkrycie elektronu (J. J. Thomson, promienie katodowe), promieniowania Roentgena
Bardziej szczegółowoZjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne
Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Zadania elektroniki: Urządzenia elektroniczne
Bardziej szczegółowoLXI MIĘDZYSZKOLNY TURNIEJ FIZYCZNY. dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych województwa zachodniopomorskiego w roku szkolnym 2018/2019 TEST
LXI MIĘDZYSZKOLNY TURNIEJ FIZYCZNY dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych województwa zachodniopomorskiego w roku szkolnym 08/09 TEST (Czas rozwiązywania 60 minut). Ciało rzucone poziomo z prędkością o wartości
Bardziej szczegółowoKlasyczny efekt Halla
Klasyczny efekt Halla Rysunek pochodzi z artykułu pt. W dwuwymiarowym świecie elektronów, autor: Tadeusz Figielski, Wiedza i Życie, nr 4, 1999 r. Pełny tekst artykułu dostępny na stronie http://archiwum.wiz.pl/1999/99044800.asp
Bardziej szczegółowoINŻYNIERIA NOWYCH MATERIAŁÓW
INŻYNIERIA NOWYCH MATERIAŁÓW Wykład: 15 h Seminarium 15 h Laboratorium 45 h Świat materiałów Metale Ceramika, szkło Kompozyty Polimery, elastomery Pianki Materiały naturalne Znaczenie różnych materiałów
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa ciał stałych
Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm. Klasyfikacja ciał stałych na podstawie struktury
Bardziej szczegółowoFunkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach
Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach 1 f FD ( E) = E E F exp + 1 kbt Styczna do krzywej w punkcie f FD (E F )=0,5 przecina oś energii i prostą f FD (E)=1 w punktach odległych o k B
Bardziej szczegółowoZJAWISKA TERMOELEKTRYCZNE
Wstęp W ZJAWISKA ERMOELEKRYCZNE W.1. Wstęp Do zjawisk termoelektrycznych zaliczamy: zjawisko Seebecka - efekt powstawania różnicy potencjałów elektrycznych na styku metali lub półprzewodników, zjawisko
Bardziej szczegółowoELEKTRONIKA ELM001551W
ELEKTRONIKA ELM001551W Podstawy elektrotechniki i elektroniki Definicje prądu elektrycznego i wielkości go opisujących: natężenia, gęstości, napięcia. Zakres: Oznaczenia wielkości fizycznych i ich jednostek,
Bardziej szczegółowoŁadunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania. Pole elektryczne. Copyright by pleciuga@ o2.pl
Ładunki elektryczne i siły ich wzajemnego oddziaływania Pole elektryczne Copyright by pleciuga@ o2.pl Ładunek punktowy Ładunek punktowy (q) jest to wyidealizowany model, który zastępuje rzeczywiste naelektryzowane
Bardziej szczegółowoSkończona studnia potencjału
Skończona studnia potencjału U = 450 ev, L = 100 pm Fala wnika w ściany skończonej studni długość fali jest większa (a energia mniejsza) Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach
Bardziej szczegółowoStatyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał
Statyka Cieczy i Gazów Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał 1. Podstawowe założenia teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał: Ciała zbudowane są z cząsteczek. Pomiędzy cząsteczkami
Bardziej szczegółowoPrzyrządy i układy półprzewodnikowe
Przyrządy i układy półprzewodnikowe Prof. dr hab. Ewa Popko ewa.popko@pwr.edu.pl www.if.pwr.wroc.pl/~popko p.231a A-1 Zawartość wykładu Wy1, Wy2 Wy3 Wy4 Wy5 Wy6 Wy7 Wy8 Wy9 Wy10 Wy11 Wy12 Wy13 Wy14 Wy15
Bardziej szczegółowoKwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale
Bardziej szczegółowoOddziaływanie cząstek z materią
Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki
Bardziej szczegółowoStruktura pasmowa ciał stałych
Struktura pasmowa ciał stałych dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 2012/13 Spis treści 1. Pasmowa teoria ciała stałego 2 1.1. Wstęp do teorii..............................................
Bardziej szczegółowoBadanie charakterystyki diody
Badanie charakterystyki diody Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk prądowo napięciowych różnych diod półprzewodnikowych. Wstęp Dioda jest jednym z podstawowych elementów elektronicznych,
Bardziej szczegółowoZasady obsadzania poziomów
Zasady obsadzania poziomów Model atomu Bohra Model kwantowy atomu Fala stojąca Liczby kwantowe -główna liczba kwantowa (n = 1,2,3...) kwantuje energię elektronu (numer orbity) -poboczna liczba kwantowa
Bardziej szczegółowoPodstawy fizyki wykład 4
D. Halliday, R. Resnick, J.Walker: Podstawy Fizyki, tom 5, PWN, Warszawa 2003. H. D. Young, R. A. Freedman, Sear s & Zemansky s University Physics with Modern Physics, Addison-Wesley Publishing Company,
Bardziej szczegółowo3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA
3. ZŁĄCZE p-n 3.1. BUDOWA ZŁĄCZA Złącze p-n jest to obszar półprzewodnika monokrystalicznego utworzony przez dwie graniczące ze sobą warstwy jedną typu p i drugą typu n. Na rysunku 3.1 przedstawiono uproszczony
Bardziej szczegółowoE3. Badanie temperaturowej zależności oporu elektrycznego ciał stałych 1/5
1/5 Celem ćwiczenia jest poznanie temperaturowej zależności przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik i półprzewodnik oraz doświadczalne wyznaczenie energii aktywacji przewodnictwa dla półprzewodnika
Bardziej szczegółowoMAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY
Włodzimierz Wolczyński 47 POWTÓRKA 9 MAGNETYZM. PRĄD PRZEMIENNY Zadanie 1 W dwóch przewodnikach prostoliniowych nieskończenie długich umieszczonych w próżni, oddalonych od siebie o r = cm, płynie prąd.
Bardziej szczegółowoPrzewodniki, półprzewodniki i izolatory
Przewodniki, półprzewodniki i izolatory Według współczesnego poglądu na budowę materii zawiera ona w stanie normalnym albo inaczej - obojętnym, równe ilości elektryczności dodatniej i ujemnej. JeŜeli takie
Bardziej szczegółowoElektryczne własności ciał stałych
Elektryczne własności ciał stałych Izolatory (w temperaturze pokojowej) w praktyce - nie przewodzą prądu elektrycznego. Ich oporność jest b. duża. Np. diament ma oporność większą od miedzi 1024 razy Metale
Bardziej szczegółowoFizyka Ciała Stałego. Struktura krystaliczna. Struktura amorficzna
Wykład II Struktura krystaliczna Fizyka Ciała Stałego Ciała stałe można podzielić na: Amorficzne, brak uporządkowania, np. szkła; Krystaliczne, o uporządkowanym ułożeniu atomów lub molekuł tworzącym sieć
Bardziej szczegółowoNauka o Materiałach Wykład II Monokryształy Jerzy Lis
Wykład II Monokryształy Jerzy Lis Treść wykładu: 1. Wstęp stan krystaliczny 2. Budowa kryształów - krystalografia 3. Budowa kryształów rzeczywistych defekty WPROWADZENIE Stan krystaliczny jest podstawową
Bardziej szczegółowoPodział ciał stałych ze względu na strukturę atomowo-cząsteczkową
Podział ciał stałych ze względu na strukturę atomowo-cząsteczkową Kryształy Atomy w krysztale ułożone są w pewien powtarzający się regularny wzór zwany siecią krystaliczną. Struktura kryształu NaCl Polikryształy
Bardziej szczegółowoOPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz
OPTYKA Leszek Błaszkieiwcz Ojcem optyki jest Witelon (1230-1314) Zjawisko odbicia fal promień odbity normalna promień padający Leszek Błaszkieiwcz Rys. Zjawisko załamania fal normalna promień padający
Bardziej szczegółowoPrzykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI.
Przykładowe zadania/problemy egzaminacyjne. Wszystkie bezwymiarowe wartości liczbowe występujące w treści zadań podane są w jednostkach SI. 1. Ładunki q 1 =3,2 10 17 i q 2 =1,6 10 18 znajdują się w próżni
Bardziej szczegółowoTeoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników
Teoria pasmowa ciał stałych Zastosowanie półprzewodników Model atomu Bohra Niels Bohr - 1915 elektrony krążą wokół jądra jądro jest zbudowane z: i) dodatnich protonów ii) neutralnych neutronów Liczba atomowa
Bardziej szczegółowoCiała stałe. Ciała krystaliczne. Ciała amorficzne. Bardzo często mamy do czynienia z ciałami polikrystalicznymi, rzadko monokryształami.
Ciała stałe Ciała krystaliczne Ciała amorficzne Bardzo często mamy do czynienia z ciałami polikrystalicznymi, rzadko monokryształami. r T = Kryształy rosną przez regularne powtarzanie się identycznych
Bardziej szczegółowoWykład VI. Teoria pasmowa ciał stałych
Wykład VI Teoria pasmowa ciał stałych Energia elektronu (ev) Powstawanie pasm w krysztale sodu pasmo walencyjne (zapełnione częściowo) Konfiguracja w izolowanym atomie Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Ne Położenie
Bardziej szczegółowoW1. Właściwości elektryczne ciał stałych
W1. Właściwości elektryczne ciał stałych Względna zmiana oporu właściwego przy wzroście temperatury o 1 0 C Materiał Opór właściwy [m] miedź 1.68*10-8 0.0061 żelazo 9.61*10-8 0.0065 węgiel (grafit) 3-60*10-3
Bardziej szczegółowoWykład III. Teoria pasmowa ciał stałych
Wykład III Teoria pasmowa ciał stałych Energia elektronu (ev) Powstawanie pasm w krysztale sodu pasmo walencyjne (zapełnione częściowo) Konfiguracja w izolowanym atomie Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Ne Położenie
Bardziej szczegółowo