88.Жартылай өткізгіштер. Жө жанасу потенциалы. Р-n ауысуы. Оның волтьамперлік сипаттамалары.

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.

Гармоникалық тербелістер, олардың сипаттамалары.

Тербелістер-белгілі бір дәрежеде уақыт бойынша қайталанып отыратын процесстер. Гарм.тербелістер-периодты түрде өзгеретін физикалық шамалар уақыт бойынша sin н/е cos заңына сәйкес өзгеретін тербелістер. Х= X_msin(wt+ф₀) н\е X=X_mcos(wt+ф₀) Сипаттамалары: Х-тербелістегі физикалық шаманың берілген уақыт кезеңіндегі мәні, Хm-тербеліс амплитудасы, тербелістегі шаманың ең үлкен мәні, wt+ф₀-тербеліс фазасаы, берілген уаөыт кезеңіндегі физикалық шаманың мәнін анықтайды, ф₀-бастапқы фазасы, t=0 уақыттағы фаза мәні, w-циклдік жиілік 2П уақыт ішіндегі тербеліс саны. Т-тербеліс периоды, бір толық тербеліске кететін уақыт, v-тербеліс жиілігі, бірлік уақыт ішіндегі тербеліс саны. W,v, T-физикалық шаманың қатынастары. W=2пv, T= , T = Гармоникалық тербелісте болатын физикалық шамалардың жылдамдағы мен үдеуі формуласы

Шредингер теңдеуі. Шредингердің стационар теңдеуі

Кванттық механиканың негізігі теңдеуі болып, толқындық функцияға арналған Шредингердің 1926ж ашқан ұсақ бөлшектер күйін сипаттатйтын теңдеуі жатады. Бұл теңдеу бұрыннан белгілі қатынастардан қорытылып шығарылмай, тек көптеген ғылыми тәжірибелердің нәтижелерінен табылады. Шредингер теңдеуінің жалпы түрі: - (1)

Мұндағы h=h/2п=1,05*10^-34 Дж*с, m-бөлшектің массасы, U=(x,y,z,t)-күштер өрісіндегі бөлшекте потенциалдық энергиясы, i- жорамал сан, - бөлшектің кеңістіктегі координаты.

(1) теңдеудегі Ψ функциясы потенциалдық өрістегі бөлшекке әсер ететін күштердің потенциалдық энергиясы арқылы анықталады. Сөйтіп, U потенциалдық энергия уақыт пен кордината фунциясы екендігін байқаймыз, яғни Ψ(х,у,z,t) Е – бөлшектің толық энергиясы. Егер (2) өрнекке 1 теңдеудегі функция мәндерін қойып, дифференциалдық теңдеуін аламыз: (3) Осы теңдеу Шредингердің бөлшектің стационарлық күйін сипаттайтын теңдеу.

Механикалық тербелістер. Физикалық маятник тербелісінің периодын қорыту.

Тербеліс – белгілі бір дәрежеде уақыт бойынша қайталанып отыратын процестер.

Тербелістер: механикалық, электромагниттік, электромеханикалық. Гармоникалық осциллятор – х”+wx=0 теңдеуімен сипатталатын жүйе. Мысалы: математикалық және физикалық маятниктер, пружинаға ілінген жүктің тербелісі, тербелмелі контур. Физикалық маятник – оның инерция центріне дәл келмейтін қозғалмайтын нүкте маңында тербеліс жасайтын қатты дене. Т= 2П/ w, W= , T=2П , l_кел= , T=2П

Гейзенбергтің анықсыздықтар ара қатынасы.

Классикалық физикада траектория бойымен қозғалған дененің кез келген уақытта орны мен импульс мәндері болады. Элементар бөлшектер әлемінде бөлшектердің толқындық қасиеттері болған соң траектория деген түсінік болуы мүмкін емес. Сондықтан физикалық шамалар физикаға қарағанда басқаша қатынаста болады. Мысал ретінде х кординатасы мен Р_х физикалық шамалардың қатынастарын қарастырайық. Жазық де Бойль толқыны х осі бойынша тарасын. Бұл жағдайда импульс қандай да болса бір мәнге ие болады. Р_х =P_z=0, P_y=P.

Енді саңылау арқылы орнын тауып көрейік. Саңылаудан өткен кезде электронның орны шамасында анықтай аламыз, бірақ дифракция салдарынан импульс алғашқы бағытынан аутқып, саңылауға дейіңгі нақты мәнін жоғалтады. Суреттен бірінші дифракция максимум шартынан Егер де дифракция суретінің басқа да максимумдерін ескерсек:

Берілген теңдеуді Гейзенбергтің анықталмаушылық қатынасы деп атайды. Бұдан координатасын дәл анықтасақ импульстің белгілі мәні болмайды және керісінше. Сөйтіп элементар бөлшектердің орны мен импульсін бір мезгілде мәндері болмайды. Үш координаталары бойынша жазсақ . Сонымен қатар уақыт пен энергияның анықталмаушылық қатыстары да қарастырылады, яғни , бұл белгілі жүйфені орташа өмір сүруі уақыты болса, онда оны сипаттайтын энергияны дәл өлшеуге мүмкін емес немесе керісінше.

Механикалық тербелістер. Математиткалық маятниктің тербеліс периодын қорыту.

Тербеліс – белгілі бір дәрежеде уақыт бойынша қайталанып отыратын процестер. Тербелістер: механикалық, электромагниттік, электромеханикалық боп бөлінеді.

Математикалық мамятник – салмақсыз және созылмайтын жіпке ілінген, массасы бір нүктеге жинақталған жүйе.

Маятникті тепе теңдік қалпынан аутқыған кезде шама жағынан mglsin тең айналдырушы күш моменті пайда болады. Мұндағы m – маятниктің массасы, l – жіптің ұзындығы.

M = -mglsin

«-» таңбасы күш моменті мен бұрыштық ығысуы қарама қарсы. Айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуінен I инерция моменті I=ml² , бұрыштық үдеуін деп белгілесек m аутқу өтое аз болғандықтан sin = , олай болса деп белгілесек теңдеуі аламыз. Бұл гармоникалық тербелістің теңдеуі. Шешімі =cos(wt+ периоды Т=2П

Жылулық сәуле шығару. Энергетикалық жарқырау , шығару қасиеттері. Абсолют қара дене, оның сәуле шығару заңдары.

Жылулық сәулелену – термодинамикалық тепе теңдік күйде болатын дененің электромагниттік сәуле шығаруы. Тепе теңдік күй сақталу үшін дененің сәуле шығару нәтижесінде энергия қанша кемісе, жұтылатын энергия мөлшері де сондай болуға тиіс.

Энергетикалық жарқырау дененің бетінен бірлік уақытта шығарылатын сәулелік энергия. Энергетикалық жарқыраушы температураға тәуелді. Сәулелену әр түрлі жиіліктен түрады, олай болса спектрлік сәуле шығарғыштық қабілеті деген физикалық шама енгізіледі.

r= - спектрлік аралықтық бір алқабына келетін дененің бірлік ауданынан шығатын сәуленің қуаты. Энергетикалық жарқырау R=

Сәуле жұтқыштық қабілеті - жұтылған энергияның түскен энергияға қатынасы.

Спектрлік сәуле жұтқыштық қабілеті – толқындар жиілігі v және v+dv аралығындағы сәулелер энергиясының белгілі температурада дененің беті жұтқыш бөлігін көрсететін шама. Абсолют қара дене – дене бетіне түскен энергияны толығымен жұтатын дене.

Стефан больцман заңы: абсолют қара дененің толық жарқырауы оның төрт дәрежеленген абсолют температурасына пропорционал – R= Вин заңы 1) абсолют қара дененің спектрлік сәуле шығарғыштық қабілетінің максимал мәніне келетін жиілік оның температурасына тура пропорционал. Vmax =BT немесе толқын ұзындығы арқылы

2) Абсолют қара дененің энергетикалық жарқырауының максимал спектрлңк тығыздығы бесінші дәрежелі абсолют температураға пропорционал өседі r=bT⁵

9.Өшетін механикалық тербелістер. Серіппіге ілінген жүктің өшетін тербелісі. Өшу коэффициенті. Өшудің логарифмдік декременті. Беріктілік.

Өшетін механикалық тербеліс – ортаның кедергісі салдарынан жүйесінің энергиясы кеміп, уақыт бойынша амплитудасы азайып отыратын тербелістер. Кез келген нақты тербелңс жүйесінде тербеліс өшеді. Механикалықтербелістерде өшу ортаның кедергісі, ал электр тізбектерінде өткізгіштің жылу шығару салдарынан болады. F_r=-rv=-rx’ F_cep=-kx мұндағы r – кдергі коэффициенті, «-» таңбасы f_r мен v жылдамдық шамаларының бағыттары қарама қарсы .

Ньютонның 2 заңынан: F=-F_cep-F, ma= -kx-rV, a=x”, v=x’ , mx’= -kx – rx 2) mx”+kx+rx’=0 x”+2 x”+w₀x=0 – өшетін тербеліс теңдеуі

B - өшу коэффициенті, w₀ – жүйенің меншікті жиілігі

Шешімі: x” = a(t)cos(wt+

a(t) – уақыт бойынша кеміп отыратын амплитудасы, оның мәнін үшін х’ және x” туындыларын 2 теңдеуге қойып , түрлендіреміз.

Логарифмдік декремент – тербеліс амплитудасы экспоненциал заңымен кемігендіктен, бір периодқа сәйкес уақыт мезетінде амплитудалар қатынасын Өшу декременті деп, оның логарифмі өшудің логарифмдік декременті д.а.

A=ln

Тербелмелі жүйені сипаттау үшін жүйе сапалылығы депаталатын физикалық шаманы еңгіземіз Q = N