Контрольные вопросы

1. Каков механизм собственной электропроводности кристаллов германия и кремния?

2. Каким путем создают в кристаллах кремния и германия электронную проводимость? Дырочную проводимость?

3. Как возникает двойной электрический слой на контакте двух разнородных по механизму электропроводности полупроводников?

4. Почему область p-n-перехода обладает большим сопротивлением?

5. Что происходит в области p-n-перехода при подключении к нему напряжения в прямом и обратном направлениях?

6. Что дает теория для зависимости силы тока через p-n-переход от приложенного к нему напряжения?

Лабораторная работа № 11 Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли

Цель работы: познакомиться с методом измерения основной характеристики магнитного поля Земли.

Приборы и принадлежности: Тангенс-буссоль, миллиамперметр Э513 (25-50-100 мА), реостат, двухполюсный переключатель, выпрямитель УНИП-7А.

Литература: [1], § 4.1, 4.4-4.5; [2], § 29-30; [4], § 86-88, 90; [5], § 40, 42; [6], § 100-104; [7], § 109-110.

Введение

Земной шар представляет собой естественный магнит. Согласно современным представлениям магнитное поле Земли слагается из постоянного (устойчивого) поля и переменного поля или магнитных вариаций, не превышающих 1% от постоянного поля.

Достоверной теории постоянного магнитного поля нет. Наиболее вероятной является гипотеза, согласно которой главная часть постоянного магнитного поля Земли обусловлена вихревыми электрическими токами, текущими в верхних слоях жидкого ядра Земли. По теории Я.И.Френкеля эти токи имеют индукционное происхождение.

Магнитные вариации подразделяются на плавные периодические и магнитные возмущения, т.е. неправильные колебания различной формы и амплитуды. Магнитные вариации первого из названных типов вызываются электрическими токами, индуцируемыми в нижней части ионосферы в результате движения электропроводящих масс воздуха в магнитном поле Земли. Эта точка зрения подтверждается измерениями, проведенными с помощью космических аппаратов. Обнаружено, что на высоте 93 – 105 км существует скачок напряженности магнитного поля Земли, свидетельствующий о наличии на этом уровне электрических токов в атмосфере. Магнитные возмущения весьма разнообразны по интенсивности от небольших кратковременных колебаний до магнитных бурь длительностью до нескольких суток. Магнитные бури вызываются потоками заряженных частиц, выбрасываемых активными областями Солнца. Эта точка зрения подтверждается одиннадцатилетней периодичностью магнитных бурь.

Итак, Земля – естественный магнит. Полюса этого магнита не совпадают с географическими полюсами Земли, располагаясь от последних на расстоянии 300 км. Вертикальная плоскость, проходящая через свободно подвешенную магнитную стрелку, называется плоскостью магнитного меридиана, а ее пересечение с поверхностью Земли – магнитным меридианом. Поскольку конец магнитной стрелки, указывающий на север, был назван северным, в северном полушарии Земли находится южный геомагнитный полюс. Свободно подвешенная магнитная стрелка определяет направление вектора напряженности (или вектора индукции) магнитного поля.

Угол наклона свободной магнитной стрелки к горизонтали называется углом магнитного наклонения. Угол между геомагнитным и географическим меридианами, проходящими через данную точку земной поверхности, называется углом магнитного склонения. Проекция вектора напряженности геомагнитного поля на горизонталь, лежащую в плоскости магнитного меридиана, называется горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

Горизонтальная составляющая напряженности геомагнитного поля, углы магнитного наклонения и склонения являются основными элементами земного магнетизма.