Электр өткізгіш заттар

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Өткізгіштер, диэлектриктер, жартылайөткізгіштер .

Барлық заттарды электр өткізгіштігіне қарай үш топқа бөледі:

электр тогын жақсы өткізетін заттар - өткізгіштер, электр тогын нашар өткізетін заттар - диэлектриктер және электр тогын өткізгіштігі өткізгіш пен диэлектриктің арасында жататын заттар - .

Өткізгіштердіе еркін заряд тасымалдаушылардың көп болуы, олардың жақсы өткізгіштік қасиетін түсіндіреді . Бірақ өткізгіштің құрамындағы қоспа оның кедергісін арттырады. Себебі еркін заряд тасымалдаушылардың концентрациясы өзгермесе де, олардың қозғалысына қоспа кедергі жасайды.

Диелектриктерде еркін заряд болмағандықтан, олар электр тогын өте нашар өткізеді. Диэлектриктердің құрамында қоспа болса, онда, әдетте, оның электрондары өзінің атомдарымен нашар байланысқан. Сондыктан олар атомдарды оңай тастап кетеді де, еркін күйге өтіп диэлектриктің кедергісін азайтады.

тобына коваленттік байланыстағы заттар жатады. Көршілес төрт атом арасындғы коваленттік байланыс валентті электрондардың біріуі есебінен пайда болады. Яғни, осы байланыс пайда болғанда, әр атомнан бір валентті электроннан қатысып, электрондық жұп түзеді. Осы қоғамдасқан электрондар уақытының көп бөлігін көршілес атомдар аралығындағы кеңісікте өткізеді. Электрондардың ұжымдық жұбы тек екі аомға ғана тиісті. Әрбір атом көрші атомдармен төрт байланыс құрады, ал берілген валенттік электрон олардың кез-келгеніне қарай қозғала алады. Көрші атомға жақындаған электрон оған өтеді, сосын келесі атомға өтеді, осылайша кристалл бойымен жүріп өтеді. Сондықтан ұжымды валентті электрондар тұтас кристалға тиісті деп айтуға болады.

Жартылайөткізгіштерде атомдардан электрон бөлініп шығуы үшін диэлектриктерге қарағанда аз энергия жұмсалады. Сол себепті жартылайөткізгіштер қызған кезде еркін заряд тасымалдаушылардың саны тез өседі де кедергі кемиді. Төменгі температурада кедергісі диэлектриктердің кедергісімен теңеседі, өиткені осы кезде оларда еркін заряд тасымалдаушылар болмайды. Жартылайөткізгіште асқынөткізгіштік құбылыстың байкалмауы енді түсінікті.

кедергісі жарықтану кезінде де кемиді, себебі сәулелену қозғалыстағы еркін зарядтардың пайда болуына жеткілікті энергия әкеледі.

Сонымен, өткізгіштігі температура мен жарықтануға тәуелді . Бұл ерекшелік жартылайөткізгіштің

кеңінен қолданылуына жол ашты.

меншікті және қоспалы өткізгіштігі. Температураның жоғарылауымен жартылай өткізгіштігі электрондар өз атомдарымен байланысын үзеді де еркін заряд тасымалдаушыға айналады. Еркін заряд тасымалдаушыларға электрондар мен кемтіктер(коваленттік байланыс бұзылғанда босап қалған орын) жатады. Басқа байланыстармен салыстырғанда кемтіктерде артық оң заряд болады. Кристалдардағы кемтік өз қалпында сақталмайды. Пайда болған кемтікке электронның секіріп түсуі байланысты қалыпқа түсіреді. Осылайша атомдарды байланыстыратын электрондардың қозғалысы кристалл бойымен кемтіктің орын ауыстыруын тудырады. Кристалл ішінде еркін электрондардың қозғалысынан пайда болған өткізгіштік электронды өткізгіштік,

ал кемтіктердің қозғалысынан пайда болған өткізгіштік кемтіктік деп аталады. Таза жартылай өткізгіштерде әр уақытта бірдей мөлшерде еркі электрондар мен кемтіктер болады. Сондықтан таза жартылай өткізгіштің өткізгіштігі жартылай электронды, жартылай кемтіктік болады. Мұндай өткізгіштікті меншікті өткізгіштік деп атайды.

Инфрақызыл және ультракүлгін сәулелер.

Көрінетін сәуле шығарумен сәуле шығару атаулының барлық түрі бітіп қалмайды. Көрінетін сәуле шығарумен көршілес инфрақызыл және ультракүлгін сәулелер бар.

Инфрақызыл сәуле шығару. Электр доғасы спектірінде энергия бөлінуін зерттеу жөнінен жасалған тәжірибеге қайта оралайық. Прибордың сезгіш элементтің-қара пластинкасын спектрдің қызыл ұшына қарай жылжыта қозғағанда, температураның артқаны байқалады. Егер пластинканы, көздің жарықты байқай қоймайтын, спектрдің қызыл ұшына қарай ығыстырсақ, онда пластинканың бұрынғыдан да күштірек қызатынын байқаймыз. Осы қызу туғызатын электромагниттік толқындар инфрақызыл деп аталады. Оларды кез-келген қыздырылған дене, тіпті жарықталынбаса да, шығарады. Мысалы, жағылған пеш немесе пәтерді инфрақызыл толқындар шығарады, олар айналасындағы денелерді едәуір қыздырады. Сондықтан инфрақызыл толқындарды көбінесе жылулық деп атайды.

Көз қабылдай алмайтын инфрақызыл толқындардың ұзындықтары жарық толқындарының ұзындығынан артық болады. Электр доғасы қыздыру шамының сәуле шығару энергиясының максимумы инфрақызыл сәулелерге сәйкес келеді. Инфрақызыл сәулені лак қосып боялған нәрселерді, көкөністі, жемістерді кептіру үшін пайдаланады. Көзбен көріне қоймайтын обьектінің инфрақызыл кескінін көрінетін кескінге айналдыратын

приборлар жасалған. Қараңғыда көруге мүмкіндік беретін дүбірлер мен оптикалық көздегіштер дайындалады.

Ультракүлгін сәулелер.

Ультракүлгін сәуле шығару. Прибор спектрдің күлгін ұшынан әрі қарай температураның аз да болса жоғарылағанын анықтайды. Ендеше толқын ұзындығы күлгін жарықтың толқын ұзындығынан қысқа электромагниттік толқындар да болады. Оларды ультракүлгін толқндар деп атайды.

Ультракүлгін сәуле шығаруды люминесценттеуші затпен жабылған экранның көмегімен байқауға болады. Экранның спектрдің күлгін аймағынан тыс жатқан сәулелер түсетін бөлігі жарық шығара бастайды.

Ультракүлгін сәулелрдің химиялық активтілігі жоғары болып келеді. Ультракүлгін сәулені фотоэмульсия өте сезгіш келеді. Бұған қараңғыланған үйде фотоқағазға спектрді проекциялау арқылы көз жеткізуге болады. Көрінерлік спектр аймағындағыға қарағанда, спектрдің күлгін ұшынан әрі қарай қағаз көбірек қараяды.

Ультракүлгін сәулелер көру бейнесін туғызбайды, олар көрінбейді. Бірақ ол көз торы мен теріе орасан зор әсер етді және бүлдіреді. Күннің ультракүлгін сәулелері атмосфераның жоғарғы қабаттарында нашар жұтылады. Сондықтан биік тауда қара шыны көзілдіріксіз және ұзақ уақыт киімсіз қалуға болмайды. Шыны ультракүлгін сәулелерді көп жұтады. Сондықтан көрінетін спектрге арналған мөлдір шыны көзілдірікте көзді ультракүлгін сәулелерден қорғайды

Дегенмен, ультракүлін сәулелер аз мөлшерінің емдік әсері бар. Сондықтан әсіресе жас кезде күнкөзінде шамаоап болу пайдалы: ультракүлгін сәулелер организмнің өсуіне және нығаюына себебін тигізеді. Тері тканіне тікелей әсерінен басқа(қорғаныш пигмент -күнге тотығудың D витаминінің пайда болуы), ультракүлгін сәулелер организмдегі тіршілікке қажетті функциялардың жұмысын жақсартады, орталық нерв жүйесіне әсерін тигізеді. Ультракүлгін сәулелер сондай-ақ бактерицидті әсер көрсетеді. Ол ауыру туғызатын бактерияларды жояды, сондықтан осы мақсат үшін медицинада пайдаланылады

Қызған дене толқын ұзындығы көрінетін сәуленің толқын ұзындығынан артық инфракүлгін сәулелерді көбірек шығарады. Ультракүлгін сәуле қысқа толқынды және химиялық активтілігі жоғары болып келеді.

Рентген сәулелері.

Рентген сәулелерінің жұтылу дәрежесі заттың тығыздығына пропорццианал. Сондықтан рентген сәулелерінің жәрдемімен адамның ішкі ағзаларының фотогриясын алуға болады. Бұл фотографияларда қаңқа сүиектерін және жұмсақ тканьдардың әр түрлі өзгерістерін оңай ажыратуға болады.

Қазіргі біздің еліміздегі барлық азаматтар жылына бір рет флюорографиядан өтуі тиіс. Рентген сәулелерінің көмегімен адам ауырғанын сезе бастаудан бұрын, ауруды алдын-ала анықтап білу үшін, кеуде клеткаларының суреті түсіріледі.

Рентген сәулелерінің ашылуы. Бұл сәулелерді 1895ж. неміс физигі Вильгельм Рентген ашқан. Ол қысқа толқынды электромагниттік сәулелер -рентген сәулнленрін ашқан. Рентген сәулелерінің ашылуы физиканың соңғы кездегі дамуына, атап айтқанда, радиоактивтің ашылуына зор ықпал жасады. Физика саласындағы бірінші Нобель сыйлығы Рентгене берілді. Рентген өзінің ашқан жаңалығының медицинада практика жүзінде тез қолданылуына себепші болды. Рентген сәулелерін шығарып алу үшін өзінің жасап шығарған алғашқы рентген түтігінің жалпы түрі осы кезге дейін сол алғашқы қалпында сақталған.

XIX ғасырдың аяғында аз қысымды газдардағы разряд физиктердің назарын жаппай аударды. Бұл жағдайларда газ-разрядтық түтіктерде өте шапшаң электрондардың ағыны туғызылған. Сол уақытта оларды катод сәулелері деп атаған. Бұл сәулелердің табиғаты ол кезде сенімді түрде тиянақтала қоймаған еді, тек бұл сәулелердің шығатын басы түтіктің катодында екені ғана мәлім болған .

Катод сәулелерін зерттеумен шұғылданған рентген, фотопластинка қара қағазға оралуы тұрғанына қарамастан, разрядтық түтікшенің маңында ағарып қалғанын байқады. Барийдің платина ерітіндісіне батырылған қағаз экранға разрядтық түтікшені орағанда, экран ағара бастайтыны байқалды. Оның үстіне, Рентген түтікше мен экранның арасына қолын ұстағанда экранда қолдың нобайының қылаң реңкінде сүйектердің қара көлеңкелері көрінеді.

Ғалым разрядтық түтікшемен жұмыс істегенде бұрын белгісіз күшті, өтімді сәуле пайда болатынын түсінді. Ол оны Х-сәулелер деп атады. Соңынан бұл сәулелерге «Рентген сәулелері» деген термин берік қалыптасты.

Рентген жаңа сәуле катод сәулелерінің (шапшаң электрондар ағыны ) шыны түтіктің қабырғаларына соқтығысқан орындарында пайда болатыны байқаған. Бұл орында шыны жасылдаужарық шығарған. Х-сәулелер шапшаң электрондарды кез келген кедергімен, атап айтқанда метал электрондармен тежегенде пайда болатынын кейінгі тәжірибелер көрсетті.

Рентген сәулелерінің қасиеттері . Рентген ашқан сәулелер фотопластинаға әсер етеді, ауаның иондалуын туғызады, бірақ кез келген бір заттардан айтарлықтай шағылмайды және сынбайды. Электромагниттік өріс олардың таралу бағытына ешқандай әсерін тигізбейді.

Осыдан кейін бірден рентген сәулелері электрондардың кенет тежелуінен шығатын электромагниттік толқындар деген болжам жасалды. Спектрді көрінетін бөлігінің жарық сәулелері мен ультракүлгін сәулелерінен өзгеше рентген сәулелерінің толқын ұзындықтары біршама кіші болады. Кедергіге соқтығысатын электрондардың энергиясы неғұрлым көп болса, олардың толқын ұзындығы соғұрлым кіші болады. Рентген сәулелерінің жоғары өтімділігі және басқа ерекшеліктері дәл осы толқын ұзындығының шағын болуымен байланыстырылады. Бірақ бұл гипотеза дәлелдеуді керек етті және ондай дәлелдеулер Рентен ашқаннан кейін 15 жылдан соң жасалды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.