10. Фотон . Фотон импульсы энергиясы . Комптон эффектісі.

Фотон – электромагниттік сәуленің кванты. Жарық сәулесінің энергиясының шығарылып, сонымен қатар кеңестікте таралуы және заттармен әсерлесуі фотондар бөлшегі арқылы сипатталады.

Фотон энергиясы Е=ҺV

Фотон импульсы P=mc=ҺV/c Векторлық түрде P=𝒽k импульс бағыты электромагнит сәулесінің таралу бағытымен сәйкес келеді. K – толқындық сан. Фотонның тыныштық массасы m₀=0. Тең болғандықтан , тек қозғалыста өмір сүре алады. Бар болғаны бір бөлшектен тұрады.

Комптон эффектісі – рентген сәулесі шашыраған кезде олардың толқын ұзындығының өзгеруі жарықтың корпускалық қасипетінің айқын дәлелі комптон эффектісі болып табылады.

Комптон тәжірибесі суретте көрсетілген. Рентген сәулесі затқа түсіп шашырайды, шашыраған толқындар ұзындығын D спектрометр арқылы анықтайды. Бұл тәжірибеден толқын ұзындығын λ түскен сәулесімен қатар толқын ұзындығы болатын басқа сәуленің бар екені байқалады. Толқын ұзындықтарының айырмасы шашыратқыш затқа ж/е түскен сәуленің толқынының ұзындығына тәуелді болмай, тек шашыраған сәулелердің шашырау боғытына байланысты . Мұндағы м – комптон толқын ұзындығы, шашыраған сәуленің толқын ұзындығы -шашырау бұрышы.

11. Жартылай өткізгіштер. Жө меншікті өткізгіштігі. Фотокедергі.

Жартылай өткізгіштер изолятормен өткізгіштер арасында жатады. Алайда оған тән қасиет өткізгіштің температураға байланысты байланыстылығы, температура өскенде тез өседі, ал металды алсақ кемиді. ЖӨ меншікті ж/е қоспа болып екіге бөлінеді. Меншікті ЖӨ қатарына химиялық таза жартылай өткізгіштер жатады. Ал қоспасында табиғи түрде басқа атомдарды еңгізеді. ЖӨ-ң электрлік қасиетін қарастырғанда “кемтік” деген түсініктің маңызы зор. Температурасы жоғарылаған жағдайда, валенттік зонадағы электрондар өткізгіштік зонаға өтеді, бос қалған орынға басқа эл-р ие болады. Бұл валенттік зонадағы эл-дардың қозғалысын оң таңбалы заряды бар квазибөлшек ретінде қарастырып, бөлшекті “кемтік” деп атайды.

ЖӨ-ң меншікті өткізгіштігі. Меншікті өткізгіштік эл-дардың жоғары валенттік зонадағы деңгейден өткізгіш зонасына өтуімен сипатталады. Валенттік зонадағы бос қалған орынды кемтіктер өткізгіштігі деп атайды. Сондықтан меншікті өткізгіште (электроды мен кемтіктер) тоқ тасымалдайтын бөлшектер электрондар мен кемтіктер. Сыртқы өріс болмағанда бұл бөлшектер ретсіз қозғалыста болып тоқ туғызбайды. Егер сыртқы электр өрісімен әсер етсек эл-дар өрісіне қарсы, ал кемтіктер өріс бағытымен қозғалып топ туғызады. ЖӨ-р тобына Менделеев жүйесіндегі IV,V,VI тобына -Ge,Si,Te,Se сияқты элементтер ж/е окистер, сонымен қатар осылардың қорытпалары жатады. Өткізгіш зонасындағы электрондардың концентрациясы , егер деп белгілесек интеграл мәні осы сияқты кемтіктер концентрациясы Меншікті жартылау өткізгіштігіне өткізгіш зонасына өткен электрон валентті зонада кемтік қалдырады, олай болса электрондар мен кемтіктер концентрациясы тең . Жалпы концентрациясы мәндерін қойсақ , екенін ескерсек мұндағы рұқсат етілмеген зонаның ені. ЖӨ-ң меншікті өткізгіштігі мұндағы – электронмен кемтіктің қозғалғыштығы. Қозғалыстың ал сондықтан немесе Берілген формуладан өткізгіштік температура б-ша экспонент заңымен өзгереді. Температура өскенде жылдам өседі. Егер -ның бойынша графигін сызсақ түзу аламыз. Ферми деңгейін мәндерін теңестіру арқ табамыз бұдан Екінші мүшесінің мәні өте аз, оны ескермесек ж/е Т=0 жағдайында . Ферми деңгейі рұқсат етілмеген зонаның жартысында жатады.