- •2. Температурна залежність опору.
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів експерименту.
- •О бробка результатів експерименту
- •2. Принцип роботи напівпровідникового транзистора
- •4.Дослідження вольт-амперних характеристик
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювань
- •Контрольні питання
- •Дослідження ефекта холла у напівпровіднику
- •Коротка теорія
- •Принципова схема експериментальної установки
- •Хід виконання роботи
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні запитання.
- •Експериментальна частина Експериментальна установка.
- •Методика експеримента
- •Хід виконання роботи.
- •Обробка результатів вимірювання
- •Контрольні запитання
- •Дискретні вимірювання та розподіл Пуассона
- •Неперервні вимірювання та розподіл Гауса
- •Хід виконання роботи
- •2. Перевірка належності вимірювань до розподілу Пуассона.
- •3. Перевірка належності вимірювань до розподілу Гауса.
- •Контрольні запитання.
- •Додаток 3 § 1. Загальна характеристика твердих тіл
- •§ 2. Провідність металів
- •1.Класична теорія.
- •2. Квантова природа провідності металів.
- •§ 2. Провідність напівпровідників
- •1.Енергетичні зони, носії струму власна провідність напівпровідників.
- •2. Домішкова провідність напівпровідників.
- •§ 3. Напівпровідниковий діод
- •§ 4. Квантова теорія теплоємності твердого тіла за Дебаєм.
Експериментальна частина Експериментальна установка.
В роботі використовується регулярний С-калориметр, в якому охолоджується досліджуваний зразок. Схема С-калориметра представлена на малюнку. В основі приладу 8 вбудована голка з умонтованим "гарячим" спаєм термопари 7 мідь-константан 3. Матеріал голки має високу теплопровідність, що забезпечує швидке вирівнювання температури спаю й температури досліджуваного зразка 3, який насаджується на голку. Зємна частина калориметра 1 - теплоізоляційна втулка, що забезпечує регулярний режим охолодження. "Холодний" спай 5 мідь-константан термопари 7 вмонтовано в масивну основу калориметра і він має температуру оточуючого середовища Тс.
Термоелектрорушійна сила термопари 7 вимірюється гальванометром Г, чутливість якого регулюється опором Rg у межах 40-50 Ом. Опір шунта Rш - забезпечує необхідне згасання коливань рухливої системи гальванометра.
Досліджуваний зразок 3 виготовляється у вигляді циліндра діаметром 8-10 мм та висотою 20 мм з отвором по осі. Нагрітий (у долонях) зразок отвором надягається на голку калориметра 4 і закривається з'ємною кришкою 1.
Методика експеримента
Нагрітий нерівномірно до певної температури зразок охолоджується в регулярному режимі. Охолодження проходить через стадію вирівнювання температури по всьому зразку до Т і подальшого охолодження всього зразка до температури термостату Тс, яка рівна температурі оточення калориметра. Цей режим охолодження називається регулярним. В регулярному режимі залежність температури від часу описується експоненціальною залежністю
. (13)
В (13) величина -називається темпом охолодження і вона залишається сталою на протязі часу охолодження. Якщо вимірювати різницю температур Т між калориметром та зразком за допомогою термопари, для якої електрорушійна сила
Е=Т, Т=Т-Тс, (14)
то легко визначити темп охолодження через Е. Прологарифмуємо (13) і візьмемо похідну по t. В результаті одержимо
. (15)
Замінивши нескінченно малі dt та dlnT на малі скінчені різниці t та lnT, одержимо
. (16)
За властивістю логарифма при tіj=tі - tj маємо
. (17)
Відношення Tі/Tj в (17) замінимо відношенням значень термоелектрорушійних сил у поділках гальванометра (ціна поділок у відношенні скорочується) nі/nj для моментів часу tі , tj. Тепер (16) запишемо у вигляді
. (21)
Основним рівнянням регулярного режиму для С-калориметра є стала швидкість охолодження будь-якого тіла в розрахунку на один кельвін
, (22)
що дає можливість визначити невідому питому теплоємність С тіла маси m за допомогою еталонного зразка "e", наприклад, міді
. (23)
В цьому виразі Се, me, e - питома теплоємність, маса та темп охолодження еталонного зразка, m-маса зразка. Для визначення С потрібно з експеримента знайти темпи охолодження та .
Хід виконання роботи.
Кожен зразок (еталонний та досліджуваний) нагріваємо у долонях і розміщуємо у калориметрі. Спочатку тепло від зразка поширюється на голку (спай термопари) і через деякий час установлюється регулярний режим охолодження. В роботі доцільно дочекатись коли "зайчик" гальванометра дійде до позначки шкали 9,5 і потім через кожні 0.5 поділки шкали проводимо вимірювання часу tі проходження значення шкали nі. Дані заносимо у відповідні рядки Таблиці 1, згідно позначень.
Таблиця 1.
|
|
Поділки шкали гальванометра |
|||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
nі |
9.5 |
9 |
8.5 |
8 |
7.5 |
7 |
6.5 |
6 |
5.5 |
5 |
4.5 |
4 |
|
||
ln nі |
2.25 |
2.20 |
2.14 |
2.08 |
2.02 |
1. 95 |
1.87 |
1.79 |
1.70 |
1.61 |
1.50 |
1.39 |
|
||
t1і, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
t2і, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
t3і, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|