2. Устройство материи согласно Стандартной модели.

Станда́ртная моде́ль – теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц. Стандартная модель не является теорией всего, так как не описывает тёмную материю, тёмную энергию и не включает в себя гравитацию. Подтверждение существования бозона Хиггса в 2012 году завершило экспериментальное обнаружение предсказываемых Стандартной моделью элементарных частиц. Все элементарные частицы делятся на два класса:бозоны — частицы с целым спином (например, фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса).фермионы — частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино);

Фермионы- мельчайшие «кирпичики» материи. Большинство фермионов не присутствуют в обычной материи и рождается лишь в условиях очень высоких энергий (на ускорителях). Окружающий нас мир практически полностью построен из трех фермионов. Фермионы делятся на кварки и лептоны. кварки — дробнозаряженные частицы, входящие в состав адронов. В свободном состоянии не наблюдались. Кварки бывают очарованными, истинными, нижними, верхними, прелестным, странным. лептоны — фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из чего) вплоть до масштабов порядка 10⁻¹⁸ м. Лептоны: мюон, тау, электрон, тау-нейтрино, электронное нейтрино, мюонное нейтрино. Например, протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего, складывая их заряд получаем 1. А нейтрон состоит из двух нижних и одного верхнего кварка, аналогично складываем их заряды, в итоге 0. Атом состоит из атомного ядра, образованного протонами и нейтронами, и электронов. Атом является наименьшей химической неделимой частью, входящей в состав как простых, так и сложных веществ. Бозоны – это переносчики взаимодействия между фермионами. Все взаимодействия между фермионами происходят путем обмена бозонами. Всего существует четыре фундаментальных взаимодействия, объясняющие все физические явления на микро- или макроуровне. Глюоны- обеспечивают сильное взаимодействие. Радиус воздействия-10^-15. Сильное взаимодействие отвечает за связь между протонами и нейтронами в ядре. Фотон- обеспечивает электромагнитное взаимодействие. Радиус-бесконечность. Электромагнитное взаимодействие отвечает за связь электронов и ядер в атомах, атомов в молекулах, а также за электромагнитное излучение. Тяжелые бозоны – обеспечивают слабое взаимодействие. Радиус- 10^-18. Это взаимодействие проявляется на расстояниях много меньше размера атомного ядра. Отвечает за распадные процессы, например, бета-распад некоторых элементарных ядер. Так же существует гравитон- обеспечивает гравитационное взаимодействие. Радиус- бесконечность. Это притяжение на микроуровне не проявляется, только на макроуровне, например, в космосе. Бозон Хиггса- отвечает за массу элементарных частиц. Подтвердили существование только летом 2012. Гравитон не входит в стандартную модель.

3. Вакуумная электроника.

Вакуумные приборы – это такие приборы которые используют разряженную среду близкую к вакуума (с малым количеством до 30 молекул в см³). Вакуум получают при помощи специальных многоуровневых насосов. Путём приложенных электрических напряжений к элементам вакуумного прибора, происходит перенос электрически заряженных частиц (электронов) в вакууме. Для получения достаточного количества свободных заряженных частиц применяется физическое воздействие на вещество (проводник), содержащие слабосвязанные электроны в кристаллической решетке. Нагревание – самое распространенное воздействие в электровакуумном приборе. Термоэлектронная эмиссия – это явление испускания электронов поверхностью твердого тела (эмиттера) при его нагреве. Первые электронные лампы были построены на основе лампочек Эдисона.

4. Основной закон термоэлектронной эмиссии.

Основной закон термоэлектронной эмиссии называется уравнение Ричардсона-Дэшмена.

где J_T – плотность тока вышедших в вакуум термоэлектронов ;

А₀ – 10,4 10⁴А/м² град² – универсальная постоянная Зоммерфельда;

D – средний коэффициент прозрачности энергетического барьера, равный отношению потока электронов, вышедших через поверхность эмиттера, к потоку электронов, падающих изнутри на эту поверхность;Т – температура нагрева эмиттера; eφ– работа выхода электронов при Е=0,е – заряд электрона;k – постоянная Больцмана

5. Вакуумные усилительные радиолампы. Схема включения триода.

Составляющие триода: Н – нить накала; К – катод; С – сетка; А – анод. При Uc=0 ВАХ похожа на диодную, для работы в качестве усилителя необходимо чтобы Uс было меньше нуля. При положительном напряжении на сетке она начинает частично играть роль анода. Через сетку идёт электрический ток, электроны дополнительно ускоряются. Триод – самая простая усилительная радиолампа. Существуют более сложные конструкции усилительных радиолам с лучшими характеристиками по сравнению с триодами: Тетрод – с двумя сетками для уменьшения проходной ёмкости. Пентод – с тремя сетками для исключения динатронного эфекта. Гексо́д – электронная лампа с шестью электродами: катод, анод и четыре сетки. Комбинированные Мощные усилительные. Другие вакуумные радиолампы: Гепто́д (Пентагрид) — электронная лампа с семью электродами: катод, анод и пять сеток. Основное предназначение — преобразователь частоты в супергетеродинном радиоприёмнике. Видеокон – для получения телевизионного сигнала. Кинескоп – для отображения изображения. Фотоэлектронные элементы. Электронные усилители изображения.