Металдар мен жартылай өткізгіштердегі түйіспелі құбылысы (Зеебек, Пельте құбылыстары). Электрондарды кемтікті байланыс (р-п-ауысуы)

Зеебек эффектісі – екі түрлі температурадағы жартылай өт-ді қосқанда электр тоғы п.б.

Пельте эф- әр түрлі екі өт-тен ток өткізетін болсақ онда джоульдік жылудан басқа қосымша жылу бөлінеді осы құбылыс.

n және р-тектес екі жартылай өткізгішті түйістірейік. Түйісу аймағы р-n ауысуы деп аталады.n-тектес жартылай өткізгіште негізгі заряд тасушылар электрондар да, р-тектесте кемтіктер. Диффузия салдарынан электрондар мен кемтіктер бірінен екіншісіне ауысады. n-тектес жө-ң электрондары р-тектестің шекаралық қабатына өтіп кемтіктермен рекомбинациялады, яғни теріс иондарын туғызады. Ал кемтіктер n-тектес шекарасында оң зарядтар пайда болады. Бұндай зарядтар жиыны жаппалы қабатын құрайды. ЖӨ арасында түйісу потенциал айырымы пайда болып, ол электрондар мен кемтіктердің ары қарай алмасуына бөгет жасап, белгілі бір шамаға жеткенде алмасуды тоқтатады. Пайда болған электр өрісі түйісу электр өрісі д.а. Түйісу өрісі негізгі заряд тасушылардың қозғалысына бөгет жасап, негізгі емес заряд тасушылардың қозғалысына көмектеседі. Бөлшектер алмасуы екі жө-ң Ферми деңгейлері тең болғанда тоқтатылады. Олай болса түйіскен жерінде өткізгіштің валенттік зонасы қисаяды.n-дағы электрондар р-жағына өту үшін энергия жұмсауы тиіс, ал негізгі емес р-дағы электрондар сырғанап өте жеңіл өтеді. Осы тәрізді р-дағы кемтіктермен негізгі емес электрондар.суреттен n-ғы негізгі электрондар көп, ал р-жағында керіснше. N-тектес электрондар көп болғанмен олардың р-жағына өтуі потенциал биіктігіне байланысты сондықтан аз өтеді, ал р-дағы электрондар потенциал биіктігіне байланысты емес, бірақ олардың саны аз, олай болса бір потенциал биіктігіне сай тепе-теңдік орнығады.

Батареяның оң полюсі n-ға, ал теріс полюсін р-ға жалғансын. Сыртқы өріс тепе-теңдік шартын бұзып, Ферми деңгейі екі аймақтағы бір-біріне ығысады. Олай болса n-аймағында потенциал азаяды да, р-да көбееді, сондықтан потенциал тосқауылының биіктігі көбееді. Екіншеден сыртқы өріс жаппадағы электр өрісіне бағыттас, сондықтан жаппаны көбейтеді. Осылардың салдарынан n-нан р-аймағына өтетін электрондық саны азаяды да, ток өте аз болады.n-аймағынан р-ға кететін электрондардың саны потенциал биіктігіне байланысты емес, осы электрондық санынң айырмасы кері ток туғызады. Негізгі емес зарядтар тасымалдаушылардың саедары аз болғандықтан токтың шамасы аз болады.

Сыртқы өрісті полюстерін ауыстырайық. Бұл жағдайда потенциал тосқауылының биіктігі азаяды да, негізгі ток тасымалдайтын электрондардың n-аймағының р-ға қарағанда сандары артады. Сонымен қатар сыртқы электр өрісі қабаттың электр өрісіне қарама-қарсы болғандықтан жаппаның ені азаяды. Сонымен n-аймағында р-ға өтетін электрондар саны көп болады, туатын токты тура д.а.

Р- n ауысуының ВАСы

Кері токта немесе кернеудің теріс мәндерінде қорытқы ток тез шамада қанығу мәніне жетіп ары қарай өзгермейді, бұлай болу себебі негізгі ток тасымалдайтын электрондар саны тез кеміп, қанығу мәнінде ток тек негізгі емес электрондық санымен анықталады, олардың саны азаяды. Сыртқы өрістің өте үлкен мәнінде р- n ауысуы бұзылып токтың шамасы үлкен болады. Суретте төменге түсетін бұтағы тура токта, кернеудің оң мәнінде токтың мәні заңымен өгереді, олай болу жаппа қабаты кішірейіп, кедергісі кемиді. Негізгі ток тасымалдаушы бөлшектер саны көп болғандықтан токтың да шамасы үлкен мәндерге ие болады. Сонымен жө-ң р- n ауысуында теріс кернеуде ток өте аз болып,ал оң кернеуде көп болатынын көреміз, оны бір жақты өткізгіштік қасиеті д.а.

37. Атом ядросы он зарядталган протоннан жане теріс заряды жок нейтроннан турады.Бұл бөлшектерді нуклондар деп атайды.Протоннын массасы m_р=938,26МэВ.Спині s=1/2.Нейтроннын массасы m_n=939.26МэВ.Спині s=1/2.Ядролық бөлшектің массасы массалық атомдық бірлігімен (м.а.б.)өлшенеді.1м.а.б. =1,66*10^-27кг.Мұндағы протондар саны атом қабықшасындағы электрондар санына тең.Заряды +ze.Массалық саны A=z+N мұндағыN-нейтрондар саны.егер атом ядросының зарядтар саны бірдей, ал массалар саны әртүрлі болса,ядролар изотоптар деп аталады.Керісінше массалар саны бірдей болып,зарядтар саны әр түрлі болса изобаралар деп аталады.Нейтрондары бірдей болса изотоптар қатарын түзейді. Z пен А бірдей,бірақ жартылай ыдырау периодтары әр түрлі ядроларды изомерлік ядролар деп атайды.Ядро радиусы шамамен 10^-15м.Ядролық бөлшектердің массалық санына тәуелді R=(1,5*10^-15м)А^1/3.Орташа тығыздығы ρ=10¹⁷кг/м³.Ядролық спині нуклондар спинінің қосындыларынан тұрады.Егер нуклондар саны А тақ болса ядро спині жарты бүтін,ал жұп(немесе нөл) болса нөлнемесе бүтін болады. Атом ядросындагы нуклондар нуклондар арасындагы тартылыс кушін ядролык куш деп атайды.олардың мынандай қасиеттері болады:1)Ядролық күштердің әсер ету ара қашықтығы шамамен r=10^-15м.2)Бұл күштер қанығу қасиетіне ие болады.Бір нуклон белгілі нуклондармен ғана әсерлеседі.3)Ядролық күш нуклондардың зарядына байланысты емес.4)Бұл күштер табиғатта кездесетін күштердің ең қуаттысы,мысалы электромагниттік күштерден 100есе артық.5)Ядролық күштер центрлік күштер қатарына жатпайды.Ядролық күштер,нуклондардың спиндерінің бағытына тәуелді.

38. Масс-спектрограф деп аталатын құралдардың көмегiмен ядроның массасын өлшеу кез-келген Z протоннан және N нейтроннан тұратын ядроның массасы бос жүрген Z протон мен N нейтронның массаларының қосындысынан аз екенiн көрсеттi. Ал масса мен энергия арасындағы байланысты ескерсек бос протондар мен нейтрондардың энергияларының қосындысы олардан құралған ядроның энергиясынан артық екенi шығады. Олай болса, ядроны оны құрайтын бөлшектерге ажырату үшiн осы энергиялардың айырымына тең энергия жұмсау керек. Мұндай энергияны DЕ_бай ядроның байланыс энергиясы деп атайды.

ΔE_бай =Zm_p c² +Nm_n c² -m_я с² =Δmc²

мұндағы Δm=Zm_p+Nm_n-m_я массалар ақауы деп аталады. Ядродағы бiр нуклонға келетiн орташа байланыс энергиясын Δε_бай деп Бөлшектердiң атом ядросымен әсерлесуiнiң нәтижесiнде оны басқа ядро мен бөлшекке өзгертуi ядролық реакция деп аталады. Ядролық реакцияны символдық түрде былайша жазады A+a->B+b немесе A(a,b)B. Ядролық реакция кейбiр жағдайда бiрмәндi болып өтпейдi, яғни A+a->B+b схемасымен қатар A+a->C+c схемасы да жүзеге асуы мүмкiн. Реакцияның мүмкiн болатын жолдары оның каналдары деп аталады. Меншікті байланыс энергиясы деп,ядроның бір нуклондарына сәйкес келетін байланыс энергиясын айтады.

Е_м.б. =Е/А. Ядролық реакциялар-атом ядроларының элементар бөлшектермен немесе бір-бірімен өзара әсерлесу кезінде болатын өзгерістерді айтады.Ядро мен бөлшектердің әсерлесу мынадай өрнекпен сипатталады x+a→у+b,мұндағы х-алғашқы ядро,a-оған әсер ететін бөлшек, у жанеb реакциядан кейінгі ядро мен бөлшек. Ядролық реакцияны алғаш рет Резерфорд жүзеге асырды.Ол азот атомының ядросын α-бөлшектермен атқылау нәтижесінде оттек изотопы мен протонды мына реакция бойынша алды N₇¹⁴+He₂⁴→O₈¹⁶+p₁¹. Ядролық реакция кезінде энергия жұтылады не шығарылады.Ядролық реакцияның болуы,оның эффектілік көлденең қимасының σ шамасымен сипатталады. σ=ΔN/Nnδ мұндағы ΔN-уақыт бірлігіндегі бөлшектердің ядролармен соқтығысатын бөлшектер саны, N-затқа түскен бөлшектер саны, n-ядроның концентрациясы,δ-заттың қалыңдығы.

39. Ядролардыноздигинен сауле шыгару кубылысын – радиоктивтилик д.а.