Билет №19

3. Текст по разделу «Квантовая физика и элементы астрофизики», содержащий описания использования законов квантовой, атомной и ядерной физики в технике. Задания на понимание основных принципов, лежащих в основе работы описанного устройства

«Светодиод»

Светодиод – полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком участке спектра. Явление электролюминесценции было открыто О.В.Лосевым в 1923 году. Считается, что первый светодиод, излучающий свет в видимом диапазоне спектра, был изготовлен в 1962 году в Университете Иллинойса группой, которой руководил Ник Холоняк.

Как и в обычном полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n-переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда – электроны и дырки рекомбинируют с излучением фотона.

Не всякие полупроводниковые материалы эффектно испускают свет при рекомбинации. Варьируя состав полупроводника, можно создать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета до среднего инфракрасного диапазона.

Светодиоды имеют ряд преимуществ перед обычными лампами накаливания. Основным из них является то, что срок службы у них достигает 20 лет. У светодиода значительно более широкий луч и, следовательно, большой угол видимости. Рассеивание света более равномерное. Отсутствуют точки излишней яркости. Светодиоды потребляют значительно меньше энергии. Кроме того, если лампы накаливания при порче гаснут сразу, то светодиоды некоторое время сохраняют ограниченную работоспособность.

Светодиоды используются в сигнальных и осветительных приборах.

Задания.

1. Вопрос. В чем отличие обычного полупроводникового диода и светодиода?

2. Вопрос. Почему светодиод излучает в узком участке спектра?

3. Вопрос. Как вы понимаете, что значит «электролюминесценция»?

4. Вопрос. Светодиоды могут быть различных цветов. От чего это зависит?

Билет №20

3. Текст по разделу «Молекулярная физика», содержащий описание физического явления или процессов, наблюдаемых в природе или в повседневной жизни. Задания на понимание физических терминов, определение явления, его признаков или объяснение явления при помощи имеющихся знаний

«Адиабатические процессы в атмосфере»

Проявления действия адиабатических процессов в атмосфере весьма многочисленны и разнообразны. Пусть, например, воздушный поток на своем пути встречает высокий горный хребет и вынужден подниматься по его склонам вверх. Восходящее движение воздуха сопровождается его охлаждением. Поэтому климат горных стран всегда холоднее климата ближайших равнин и на больших высотах господствует вечный мороз. На горах, начиная с известной высоты (на Кавказе, например, с высоты 3000-3200м), снег уже не успевает стаять летом и накопляется год за годом в виде мощных снежников и ледников.

Когда воздушная масса опускается, она сжимается и при сжатии нагревается. Если воздушный поток, перевалив через горный хребет, спускается вниз, он снова нагревается. Так возникает фён – теплый ветер, хорошо известный во всех горных странах – на Кавказе, в Средней Азии, в Швейцарии и т.д.

По-особому протекает адиабатический процесс охлаждения во влажном воздухе. Когда воздух достигает при своем постепенном охлаждении точки росы, водяной пар начинает в нем конденсироваться. Так образуются мельчайшие капли воды, из которых состоит туман или облако. При конденсации выделяется теплота испарения, которая замедляет дальнейшее охлаждение воздуха. Поэтому поднимающийся поток воздуха будет охлаждаться при конденсации пара медленнее, чем тогда, когда воздух совершенно сухой. Такой процесс называется влажно – адиабатическим.

Задания.

1. Вопрос. Почему охлаждается воздух при подъеме?

2. Вопрос. Почему при точке росы возникает туман или облака?

3. Вопрос. В чем отличие адиабатического от влажно – адиабатического процессов?

4. Вопрос. Летом в солнечный день на леднике на не очень большой высоте можно находиться в футболке и шортах, хотя ночью без теплой куртки не обойтись. Почему? Объясните, почему не тает ледник.