31.Жарық дифракциясы. Гюгейнс-Френель принципі. Френель зоналары, олардың қолданылуы.

Жарықтың дифракциясы-жарық толқындардың өлшемі толқын ұзындығымен шамалас тосқауылды орап өту құбылысы, яғни жарықтың түзу сызықты тараудан ауытқу құбылысы. Жарықтың дифракциясы оның толқындық қасиетін дәлелдейді және Гюгейнс-Френель принципі бойынша түсіндіріледі.

Гюгейнс-Френель принципі-толқындық беттін алдыңғы жағындағы әр нүктесіндегі тербелістерді табу үшін, сол нүктеге толқындық беттің барлық элементтерінен келген тербелістерді тауып, олардың амплитудалары мен фазаларын ескере отырып, зара графиктік тәсілмен қосу керек.

Френель зоналары. S₀ жарықтың көзінен шыққан толқынның М нүктесіндегі әсерін табайық. S көзінен таралған жарық толқындары сфералық толқындық бетер түзейді,сол беттің біреуі S болсын.

Френель осы толқындық бетті ойша дөңгелек зоналарға бөлген. Көршілес жатқан зоналардың М нүктесіндегі тербеліс фазалары қарама-қарсы, олай болса көршілес сфералар радиустарының бір-бірінен айырмасы –ге тең. М нүктесіндегі қорытқы тербелістердің амплитудасы А=А₀-A₁+A₂-A₃+...,(9) мұндағы А₀-орталық зонадан, ал A₁-бірінші, A₂-екінші және одан кейінгі зоналардан келген толқындар амплитудасы. Қатарлас жатқан зоналардың амплитудалары бір-бірінен айырмашылықтары аз болғандықтан, сызықты өзгереді деп алуымызғы болады, сондықтан (10), олай болса М нүктесіндегі қорытқы тербелістің амплитудасы (11). (9)ж/е (10) формулалар бойынша жақша ішіндегі амплитудалар қосындысы нольге тең. Демек, интерференция салдарынан өте көп зоналардың қорытқы тербелістерінің амплитудасы орталық зонаның әсерінен пайда болған тербеліс амплитудасының жартысына тең. Олай болса бір текті ортада еркін тараған жарық М нүктесінде түзу сызықты таралады деп қарастыруға болады.

32.Жартылай өткізгіштердің қоспалы өткізгіштігі.

Жартылай өткізгіштің өткізгіштігіне қоспа үлкен әсер етеді. Мысалы ретінде Ge атомдарын қарастырайық. Германий атомында төрт валентті электрон бар. Атомдар ковалентті байланыста болады. Егер германий кристалды торына бес валентті сурьма атомын енгізсек, онда оның төрт электроны ковалентті байланыс болып, ал бесінші электрон ядродаға нашар тартылып еркін электрон болады. Мұндай қоспаны электрондық н/е n-типтес жартылай өткізгіштік деп аталады. Қоспа атомын ендіру германий атомының кеңістік торының өрісін өзгертіп, тыйым салынған зонаның ішінде қосымша энергетикалық деңгейін туғызады. Оны донорлық деңгей деп, ал қопспа атомдарын донорлық атом дейді. Бұл энергияның шамасы тыйым салынған зонаның энергиясынан әлдеқайда аз, яғни бөлме температуралардың өзін де жылулық қозғалыс энергиясының өзі қоспа деңгейіндегі электрондарды өткізгіш зонаға көтеру үшін жеткілікті.

Кристалдың германий торына үш валентті индий атомын енгізейік. Бұл жағдайда толық ковалентті байланыс жасау үшін бір электрон жетіспейді. Жүйеде кемтік пайда болады, электр өткізгіштігі кемтіктер қозғалысынан жасалады, сондықтан оның кемтіктік өткізгіштігі болады да, р-типтес жартылай өткізгіш деп аталады. Үш валентті индий атомын ендірудің нәтижесінде тыйым салынған зонаның төменгі жағында қосымша деңгей пайда болады, оны акцепторлық деңгей, ал қоспа атомдарын акцепторлық атом деп аталады. Бұл энергияның шамасы тыйым салынған зона энергиясынан әлдеқайда аз, яғни валенттік зонадағы электрондар акцепторлық деңгейге өтіп, бос орын қалдырады, валенттік зонадағы кемтіктер ток тасымалдайды. Жартылай өткізгіштің температурасы өзгергенде ток тасымалдайтын бөлшектің концентрациясы және электронның еркін жолының орташа уақыты өзгереді. Металдарда τ электронның еркін жолының орташа уақыты температура өскен сайын азаяды да, кедергі көбееді, ал концентрациясы өзгермейді. Меншікті жартылай өткізгіште экспоненциалды түрде өзгеретін концентрацияның өзгеруі әлдеқайда басым болады. Сондықтан температура өскенде таза жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігі тік өседі. Қоспалы жартылай өткізгіште концентрациясының температураға байланыстылығы күрделірек. Температура жоғарлағанда, қоспа концентрациясы жылдам қанығу мәніне жетеді. Бұл барлық донор электрондар босалып немесе акцептор децгейлері электронмен толтырылады. Сонымен қатар температура өскен сайын жартылай өткізгіштің меншікті де электр өткізгіштігі өз үлесін қоса бастайды, электрондар валентті зонадан өткізгіш зонасына көшеді. Сөйтіп үлкен температурада жартылай өткізгіштің өткізгіштігі қоспа және меншікті өткізгіштен тұрады. Төменгі температурада тек қана қоспа өткізгіштігі болады.