ஒரு மின்சார புலத்தில் உள்ள ஒவ்வொரு கட்டணத்திற்கும் இந்த கட்டணத்தை நகர்த்தக்கூடிய ஒரு விசை உள்ளது. எதிர்மறை மின்னூட்டம் Q இன் மின்புலத்தின் சக்திகளால் நிகழ்த்தப்படும் ஒரு புள்ளி நேர்மறைக் கட்டணம் q ஐ புள்ளி O இலிருந்து n புள்ளிக்கு நகர்த்துவதற்கான வேலை A ஐத் தீர்மானிக்கவும்

இங்கு r என்பது கட்டணங்களுக்கு இடையே உள்ள மாறி தூரம்.

. இந்த வெளிப்பாட்டை இப்படிப் பெறலாம்:

மின்சார புலத்தில் கொடுக்கப்பட்ட புள்ளியில் மின்னூட்டத்தின் சாத்தியமான ஆற்றல் W p ஐ அளவு குறிக்கிறது:

அடையாளம் (-) ஒரு புலத்தால் ஒரு கட்டணத்தை நகர்த்தும்போது, ​​அதன் சாத்தியமான ஆற்றல் குறைகிறது, இயக்கத்தின் வேலையாக மாறும்.

ஒரு யூனிட் பாசிட்டிவ் சார்ஜ் (q = +1) இன் சாத்தியக்கூறு ஆற்றலுக்கு சமமான மதிப்பு மின்சார புலம் திறன் எனப்படும்.

பிறகு . q = +1 க்கு.

எனவே, புலத்தின் இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு, ஒரு அலகு நேர்மறை கட்டணத்தை ஒரு புள்ளியிலிருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு நகர்த்துவதற்கான புல சக்திகளின் வேலைக்கு சமம்.

ஒரு மின்சார புலப் புள்ளியின் சாத்தியம், கொடுக்கப்பட்ட புள்ளியிலிருந்து முடிவிலிக்கு ஒரு யூனிட் நேர்மறை மின்னூட்டத்தை நகர்த்துவதற்குச் செய்யப்படும் வேலைக்குச் சமம்: . அளவீட்டு அலகு - வோல்ட் = ஜே/சி.

ஒரு மின்சார புலத்தில் ஒரு கட்டணத்தை நகர்த்துவதற்கான வேலை பாதையின் வடிவத்தை சார்ந்து இல்லை, ஆனால் பாதையின் தொடக்க மற்றும் முடிவு புள்ளிகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாட்டை மட்டுமே சார்ந்துள்ளது.

எல்லாப் புள்ளிகளிலும் ஒரே மாதிரியான சாத்தியமுள்ள ஒரு மேற்பரப்பு ஈக்விபோடென்ஷியல் எனப்படும்.

புல வலிமை அதன் சக்தி பண்பு, மற்றும் சாத்தியம் அதன் ஆற்றல் பண்பு.

புல வலிமைக்கும் அதன் ஆற்றலுக்கும் இடையிலான உறவு சூத்திரத்தால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது

,

அடையாளம் (-) என்பது புலத்தின் வலிமையைக் குறைக்கும் திசையிலும், அதிகரிக்கும் திறனை நோக்கியும் இயக்கப்படுகிறது.

5. மருத்துவத்தில் மின்சார புலங்களின் பயன்பாடு.

ஃபிராங்க்ளினிசேஷன்,அல்லது "எலக்ட்ரோஸ்டேடிக் ஷவர்" என்பது ஒரு சிகிச்சை முறையாகும், இதில் நோயாளியின் உடல் அல்லது அதன் சில பகுதிகள் நிலையான உயர் மின்னழுத்த மின்சார புலத்திற்கு வெளிப்படும்.

பொது வெளிப்பாடு நடைமுறையின் போது நிலையான மின்சார புலம் 50 kV ஐ அடையலாம், உள்ளூர் வெளிப்பாடு 15 - 20 kV.

சிகிச்சை நடவடிக்கையின் வழிமுறை.நோயாளியின் தலை அல்லது உடலின் மற்றொரு பகுதி மின்தேக்கி தகடுகளில் ஒன்றைப் போல மாறும் வகையில் ஃபிராங்க்ளினைசேஷன் செயல்முறை மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இரண்டாவது மின்முனையானது தலைக்கு மேலே இடைநிறுத்தப்பட்டது அல்லது 6 தொலைவில் வெளிப்படும் இடத்திற்கு மேலே நிறுவப்பட்டுள்ளது. - 10 செ.மீ. மின்முனையுடன் இணைக்கப்பட்ட ஊசிகளின் முனைகளின் கீழ் உயர் மின்னழுத்தத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், காற்று அயனிகள், ஓசோன் மற்றும் நைட்ரஜன் ஆக்சைடுகளின் உருவாக்கத்துடன் காற்று அயனியாக்கம் ஏற்படுகிறது.

ஓசோன் மற்றும் காற்று அயனிகளை உள்ளிழுப்பது வாஸ்குலர் நெட்வொர்க்கில் எதிர்வினையை ஏற்படுத்துகிறது. இரத்த நாளங்களின் குறுகிய கால பிடிப்புக்குப் பிறகு, நுண்குழாய்கள் மேலோட்டமான திசுக்களில் மட்டுமல்ல, ஆழமானவற்றிலும் விரிவடைகின்றன. இதன் விளைவாக, வளர்சிதை மாற்ற மற்றும் டிராபிக் செயல்முறைகள் மேம்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் திசு சேதத்தின் முன்னிலையில், மீளுருவாக்கம் மற்றும் செயல்பாடுகளின் மறுசீரமைப்பு செயல்முறைகள் தூண்டப்படுகின்றன.

மேம்பட்ட இரத்த ஓட்டம், வளர்சிதை மாற்ற செயல்முறைகள் மற்றும் நரம்பு செயல்பாடுகளை இயல்பாக்குதல் ஆகியவற்றின் விளைவாக, தலைவலி, உயர் இரத்த அழுத்தம், அதிகரித்த வாஸ்குலர் தொனி மற்றும் துடிப்பு குறைதல் ஆகியவற்றில் குறைவு ஏற்படுகிறது.

நரம்பு மண்டலத்தின் செயல்பாட்டு சீர்குலைவுகளுக்கு ஃபிராங்க்ளினைசேஷனின் பயன்பாடு குறிக்கப்படுகிறது

சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

1. ஃபிராங்க்ளினைசேஷன் கருவி செயல்படும் போது, ​​1 செமீ 3 காற்றில் ஒவ்வொரு நொடியும் 500,000 ஒளி காற்று அயனிகள் உருவாகின்றன. ஒரு சிகிச்சை அமர்வின் போது (15 நிமிடம்) 225 செமீ 3 காற்றில் அதே அளவு காற்று அயனிகளை உருவாக்க தேவையான அயனியாக்கத்தின் வேலையைத் தீர்மானிக்கவும். காற்று மூலக்கூறுகளின் அயனியாக்கம் திறன் 13.54 V ஆகக் கருதப்படுகிறது, மேலும் காற்று வழக்கமாக ஒரே மாதிரியான வாயுவாகக் கருதப்படுகிறது.

- அயனியாக்கம் திறன், A - அயனியாக்கம் வேலை, N - எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை.

2. ஒரு மின்னியல் மழையுடன் சிகிச்சையளிக்கும் போது, ​​மின்சார இயந்திரத்தின் மின்முனைகளுக்கு 100 kV இன் சாத்தியமான வேறுபாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு சிகிச்சை முறையின் போது மின்முனைகளுக்கு இடையில் எவ்வளவு சார்ஜ் செல்கிறது என்பதைத் தீர்மானிக்கவும், மின்சார புலம் சக்திகள் 1800 J வேலை செய்கிறது என்று தெரிந்தால்.

இங்கிருந்து

மருத்துவத்தில் மின்சார இருமுனை

ஐந்தோவனின் கோட்பாட்டின் படி, எலக்ட்ரோ கார்டியோகிராஃபிக்கு உட்பட்டது, இதயம் என்பது ஒரு சமபக்க முக்கோணத்தின் (ஐந்தோவன் முக்கோணம்) மையத்தில் அமைந்துள்ள ஒரு மின்சார இருமுனையாகும், அதன் செங்குத்துகளை வழக்கமாகக் கருதலாம்.

வலது கை, இடது கை மற்றும் இடது காலில் அமைந்துள்ளது.

இதய சுழற்சியின் போது, ​​விண்வெளியில் உள்ள இருமுனையின் நிலை மற்றும் இருமுனை கணம் ஆகிய இரண்டும் மாறுகின்றன. ஐந்தோவன் முக்கோணத்தின் செங்குத்துகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாட்டை அளவிடுவது, முக்கோணத்தின் பக்கங்களில் இதயத்தின் இருமுனை கணத்தின் கணிப்புகளுக்கு இடையிலான உறவை பின்வருமாறு தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது:

U AB, U BC, U AC மின்னழுத்தங்களை அறிந்தால், முக்கோணத்தின் பக்கங்களுடன் ஒப்பிடும்போது இருமுனையம் எவ்வாறு சார்ந்துள்ளது என்பதை நீங்கள் தீர்மானிக்கலாம்.

எலக்ட்ரோ கார்டியோகிராஃபியில், உடலில் உள்ள இரண்டு புள்ளிகளுக்கு இடையே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாடு (இந்த வழக்கில், ஐந்தோவனின் முக்கோணத்தின் முனைகளுக்கு இடையில்) ஒரு முன்னணி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நேரத்தைப் பொறுத்து லீட்களில் சாத்தியமான வேறுபாட்டின் பதிவு அழைக்கப்படுகிறது எலக்ட்ரோ கார்டியோகிராம்.

இதய சுழற்சியின் போது இருமுனை தருண திசையன் இறுதி புள்ளிகளின் வடிவியல் இடம் என்று அழைக்கப்படுகிறது திசையன் கார்டியோகிராம்.

விரிவுரை எண். 4

தொடர்பு நிகழ்வுகள்

1. சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு. வோல்டாவின் சட்டங்கள்.

2. தெர்மோஎலக்ட்ரிசிட்டி.

3. தெர்மோகப்பிள், மருத்துவத்தில் அதன் பயன்பாடு.

4. ஓய்வு திறன். செயல் திறன் மற்றும் அதன் விநியோகம்.

1. சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு. வோல்டாவின் சட்டங்கள்.

வேறுபட்ட உலோகங்கள் நெருங்கிய தொடர்புக்கு வரும்போது, ​​அவற்றின் வேதியியல் கலவை மற்றும் வெப்பநிலை (வோல்டாவின் முதல் விதி) ஆகியவற்றைப் பொறுத்து மட்டுமே அவற்றுக்கிடையே சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது. இந்த சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

உலோகத்தை விட்டு வெளியேறி சுற்றுச்சூழலுக்குச் செல்ல, எலக்ட்ரான் உலோகத்தை ஈர்க்கும் சக்திகளுக்கு எதிராக செயல்பட வேண்டும். இந்த வேலை உலோகத்தை விட்டு வெளியேறும் எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

வேலைச் செயல்பாடு A 1 மற்றும் A 2, மற்றும் A 1 ஆகிய இரண்டு வெவ்வேறு உலோகங்கள் 1 மற்றும் 2 உடன் தொடர்பு கொள்வோம்.< A 2 . Очевидно, что свободный электрон, попавший в процессе теплового движения на поверхность раздела металлов, будет втянут во второй металл, так как со стороны этого металла на электрон действует большая сила притяжения (A 2 >A 1). இதன் விளைவாக, உலோகங்களின் தொடர்பு மூலம், இலவச எலக்ட்ரான்கள் முதல் உலோகத்திலிருந்து இரண்டாவது வரை "பம்ப்" செய்யப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக முதல் உலோகம் நேர்மறையாகவும், இரண்டாவது - எதிர்மறையாகவும் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. இந்த வழக்கில் எழும் சாத்தியமான வேறுபாடு தீவிரம் E இன் மின்சார புலத்தை உருவாக்குகிறது, இது எலக்ட்ரான்களை மேலும் "பம்ப்" செய்வதை கடினமாக்குகிறது மற்றும் தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டின் காரணமாக எலக்ட்ரானை நகர்த்துவதற்கான வேலை வேறுபாடு சமமாக மாறும்போது முற்றிலும் நிறுத்தப்படும். வேலை செயல்பாடுகள்:

(1)

n 01 > n 02 என்ற இலவச எலக்ட்ரான்களின் வெவ்வேறு செறிவுகளைக் கொண்ட A 1 = A 2 உடன் இரண்டு உலோகங்களை இப்போது தொடர்பு கொள்வோம். பின்னர் முதல் உலோகத்திலிருந்து இரண்டாவதாக இலவச எலக்ட்ரான்களின் முன்னுரிமை பரிமாற்றம் தொடங்கும். இதன் விளைவாக, முதல் உலோகம் நேர்மறையாக வசூலிக்கப்படும், இரண்டாவது - எதிர்மறையாக. உலோகங்களுக்கு இடையில் ஒரு சாத்தியமான வேறுபாடு எழும், இது மேலும் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றத்தை நிறுத்தும். இதன் விளைவாக சாத்தியமான வேறுபாடு வெளிப்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

, (2)

k என்பது போல்ட்ஸ்மேனின் மாறிலி.

வேலை செயல்பாடு மற்றும் இலவச எலக்ட்ரான்களின் செறிவு ஆகிய இரண்டிலும் வேறுபடும் உலோகங்களுக்கு இடையேயான தொடர்பின் பொதுவான வழக்கில், cr.r.p. (1) மற்றும் (2) இலிருந்து சமமாக இருக்கும்:

(3)

தொடர்-இணைக்கப்பட்ட கடத்திகளின் தொடர்பு திறன் வேறுபாடுகளின் கூட்டுத்தொகை, இறுதிக் கடத்திகளால் உருவாக்கப்பட்ட தொடர்பு திறன் வேறுபாட்டிற்கு சமம் மற்றும் இடைநிலை கடத்திகளைச் சார்ந்தது அல்ல என்பதைக் காண்பிப்பது எளிது:

இந்த நிலை வோல்டாவின் இரண்டாவது விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

நாம் இப்போது நேரடியாக இறுதிக் கடத்திகளை இணைத்தால், அவற்றுக்கிடையே இருக்கும் சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு 1 மற்றும் 4 இல் எழும் சமமான சாத்தியமான வேறுபாட்டால் ஈடுசெய்யப்படுகிறது. எனவே, c.r.p. அதே வெப்பநிலை கொண்ட உலோக கடத்திகளின் மூடிய சுற்றுகளில் மின்னோட்டத்தை உருவாக்காது.

2. தெர்மோஎலக்ட்ரிசிட்டிவெப்பநிலையில் தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டின் சார்பு ஆகும்.

இரண்டு ஒத்த உலோகக் கடத்திகள் 1 மற்றும் 2 ஆகியவற்றின் மூடிய சுற்று ஒன்றை உருவாக்குவோம்.

தொடர்புகளின் வெப்பநிலைகள் a மற்றும் b வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் T a > T b இல் பராமரிக்கப்படும். பின்னர், சூத்திரம் (3) படி, சி.ஆர்.பி. குளிர் சந்தியை விட சூடான சந்தியில்: . இதன் விளைவாக, தெர்மோஎலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ் எனப்படும் a மற்றும் b சந்திப்புகளுக்கு இடையே ஒரு சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது, மேலும் மின்னோட்டம் I மூடிய சுற்றுகளில் பாயும்.

எங்கே ஒவ்வொரு ஜோடி உலோகத்திற்கும்.

1. தெர்மோகப்பிள், மருத்துவத்தில் அதன் பயன்பாடு.

கடத்திகள் இடையே தொடர்பு வெப்பநிலை வேறுபாடுகள் காரணமாக மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும் கடத்திகளின் மூடிய சுற்று அழைக்கப்படுகிறது தெர்மோகப்பிள்.

சூத்திரம் (4) இலிருந்து, ஒரு தெர்மோகப்பிளின் தெர்மோஎலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசை சந்திப்புகளின் (தொடர்புகள்) வெப்பநிலை வேறுபாட்டிற்கு விகிதாசாரமாகும்.

ஃபார்முலா (4) செல்சியஸ் அளவில் வெப்பநிலைக்கும் செல்லுபடியாகும்:

ஒரு தெர்மோகப்பிள் வெப்பநிலை வேறுபாடுகளை மட்டுமே அளவிட முடியும். பொதுவாக ஒரு சந்திப்பு 0ºC இல் பராமரிக்கப்படுகிறது. இது குளிர் சந்தி என்று அழைக்கப்படுகிறது. மற்ற சந்தி சூடான அல்லது அளவிடும் சந்திப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.

தெர்மோகப்பிள் பாதரச வெப்பமானிகளைக் காட்டிலும் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது: இது உணர்திறன், மந்தநிலை இல்லாதது, சிறிய பொருட்களின் வெப்பநிலையை அளவிட உங்களை அனுமதிக்கிறது மற்றும் தொலை அளவீடுகளை அனுமதிக்கிறது.

மனித உடலின் வெப்பநிலை புல சுயவிவரத்தை அளவிடுதல்.

மனித உடல் வெப்பநிலை நிலையானது என்று நம்பப்படுகிறது, ஆனால் இந்த நிலைத்தன்மை தொடர்புடையது, ஏனெனில் உடலின் வெவ்வேறு பகுதிகளில் வெப்பநிலை ஒரே மாதிரியாக இருக்காது மற்றும் உடலின் செயல்பாட்டு நிலையைப் பொறுத்து மாறுபடும்.

தோல் வெப்பநிலை அதன் சொந்த நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட நிலப்பரப்பைக் கொண்டுள்ளது. குறைந்த வெப்பநிலை (23-30º) தூர மூட்டுகள், மூக்கின் நுனி மற்றும் காதுகளில் காணப்படுகிறது. அதிக வெப்பநிலை அக்குள், பெரினியம், கழுத்து, உதடுகள், கன்னங்களில் உள்ளது. மீதமுள்ள பகுதிகளில் 31 - 33.5ºС வெப்பநிலை உள்ளது.

ஒரு ஆரோக்கியமான நபரில், உடலின் நடுப்பகுதியுடன் ஒப்பிடும்போது வெப்பநிலை விநியோகம் சமச்சீராக இருக்கும். இந்த சமச்சீரின் மீறல், தொடர்பு சாதனங்களைப் பயன்படுத்தி வெப்பநிலை புல சுயவிவரத்தை உருவாக்குவதன் மூலம் நோய்களைக் கண்டறிவதற்கான முக்கிய அளவுகோலாக செயல்படுகிறது: ஒரு தெர்மோகப்பிள் மற்றும் ஒரு எதிர்ப்பு வெப்பமானி.

4. ஓய்வு திறன். செயல் திறன் மற்றும் அதன் விநியோகம்.

ஒரு கலத்தின் மேற்பரப்பு சவ்வு வெவ்வேறு அயனிகளுக்கு சமமாக ஊடுருவக்கூடியது அல்ல. கூடுதலாக, எந்த குறிப்பிட்ட அயனிகளின் செறிவு மென்படலத்தின் வெவ்வேறு பக்கங்களில் வேறுபட்டது; அயனிகளின் மிகவும் சாதகமான கலவை செல்லுக்குள் பராமரிக்கப்படுகிறது. இந்த காரணிகள் சைட்டோபிளாசம் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு இடையே சாத்தியமான வேறுபாட்டின் சாதாரணமாக செயல்படும் கலத்தில் தோன்றுவதற்கு வழிவகுக்கும் (ஓய்வெடுக்கும் திறன்)

உற்சாகமாக இருக்கும்போது, ​​​​செல் மற்றும் சுற்றுச்சூழலுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு மாறுகிறது, ஒரு செயல் திறன் எழுகிறது, இது நரம்பு இழைகளில் பரவுகிறது.

ஒரு நரம்பு இழையுடன் செயல் திறன் பரப்புதலின் பொறிமுறையானது, இரண்டு கம்பிக் கோடு வழியாக ஒரு மின்காந்த அலையின் பரவலுடன் ஒப்புமை மூலம் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், இந்த ஒப்புமையுடன், அடிப்படை வேறுபாடுகளும் உள்ளன.

ஒரு மின்காந்த அலை, ஒரு ஊடகத்தில் பரவுகிறது, அதன் ஆற்றல் சிதறும்போது பலவீனமடைகிறது, மூலக்கூறு-வெப்ப இயக்கத்தின் ஆற்றலாக மாறும். மின்காந்த அலையின் ஆற்றலின் ஆதாரம் அதன் மூலமாகும்: ஜெனரேட்டர், தீப்பொறி போன்றவை.

தூண்டுதல் அலை சிதைவதில்லை, ஏனெனில் அது பரவும் ஊடகத்திலிருந்து (சார்ஜ் செய்யப்பட்ட சவ்வின் ஆற்றல்) ஆற்றலைப் பெறுகிறது.

இவ்வாறு, ஒரு நரம்பு இழையுடன் ஒரு செயல் திறனைப் பரப்புவது ஒரு ஆட்டோவேவ் வடிவத்தில் நிகழ்கிறது. செயலில் உள்ள சூழல் உற்சாகமான செல்கள்.

சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

1. மனித உடலின் மேற்பரப்பின் வெப்பநிலைத் துறையின் சுயவிவரத்தை உருவாக்கும் போது, ​​r 1 = 4 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பைக் கொண்ட ஒரு தெர்மோகப்பிள் மற்றும் ஆர் 2 = 80 ஓம்ஸ் எதிர்ப்பைக் கொண்ட கால்வனோமீட்டர் பயன்படுத்தப்படுகிறது; ºС இன் சந்திப்பு வெப்பநிலை வேறுபாட்டில் I=26 µA. தெர்மோகப்பிள் மாறிலி என்றால் என்ன?

ஒரு தெர்மோகப்பிளில் எழும் தெர்மோபவர் சமமாக இருக்கும், அங்கு தெர்மோகப்பிள்கள் என்பது சந்திப்புகளுக்கு இடையிலான வெப்பநிலை வேறுபாடாகும்.

ஓமின் விதியின்படி, சுற்றுவட்டத்தின் ஒரு பகுதிக்கு U என எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. பிறகு

விரிவுரை எண் 5

மின்காந்தவியல்

1. காந்தத்தின் தன்மை.

2. வெற்றிடத்தில் மின்னோட்டங்களின் காந்த தொடர்பு. ஆம்பியர் விதி.

4. டய-, பாரா- மற்றும் ஃபெரோ காந்த பொருட்கள். காந்த ஊடுருவல் மற்றும் காந்த தூண்டல்.

5. உடல் திசுக்களின் காந்த பண்புகள்.

1. காந்தத்தின் தன்மை.

நகரும் மின் கட்டணங்களை (நீரோட்டங்கள்) சுற்றி ஒரு காந்தப்புலம் எழுகிறது, இதன் மூலம் இந்த கட்டணங்கள் காந்த அல்லது பிற நகரும் மின் கட்டணங்களுடன் தொடர்பு கொள்கின்றன.

காந்தப்புலம் என்பது ஒரு விசைப் புலம் மற்றும் விசையின் காந்தக் கோடுகளால் குறிக்கப்படுகிறது. மின்சார புலக் கோடுகளைப் போலன்றி, காந்தப்புலக் கோடுகள் எப்போதும் மூடப்பட்டிருக்கும்.

ஒரு பொருளின் காந்த பண்புகள் இந்த பொருளின் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளில் உள்ள அடிப்படை வட்ட நீரோட்டங்களால் ஏற்படுகின்றன.

2 . ஒரு வெற்றிடத்தில் மின்னோட்டங்களின் காந்த தொடர்பு. ஆம்பியர் விதி.

நீரோட்டங்களின் காந்த தொடர்பு நகரும் கம்பி சுற்றுகளைப் பயன்படுத்தி ஆய்வு செய்யப்பட்டது. நீரோட்டங்களுடனான 1 மற்றும் 2 கடத்திகளின் இரண்டு சிறிய பிரிவுகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு விசையின் அளவு இந்த பிரிவுகளின் நீளத்திற்கு விகிதாசாரமாகும், தற்போதைய பலம் I 1 மற்றும் I 2 மற்றும் தூரத்தின் சதுரத்திற்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும் என்று ஆம்பியர் நிறுவினார். பிரிவுகளுக்கு இடையே r:

இரண்டாவது பிரிவின் செல்வாக்கின் சக்தி அவற்றின் உறவினர் நிலையைப் பொறுத்தது மற்றும் கோணங்களின் சைன்களுக்கு விகிதாசாரமாகும்.

ஆரம் திசையன் r 12 க்கு இடையே உள்ள கோணம் மற்றும் ஆரம் திசையன் r 12 ஐக் கொண்டிருக்கும் விமானம் Q க்கு இடையே உள்ள கோணம் மற்றும் r 12 ஆரம் திசையன்.

(1) மற்றும் (2) மற்றும் விகிதாசார குணகம் k ஐ அறிமுகப்படுத்தி, ஆம்பியர் விதியின் கணித வெளிப்பாட்டைப் பெறுகிறோம்:

(3)

விசையின் திசையும் கிம்லெட் விதியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது: இது ஜிம்லெட்டின் மொழிபெயர்ப்பு இயக்கத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது, இதன் கைப்பிடி சாதாரண n 1 இலிருந்து சுழலும்.

ஒரு மின்னோட்ட உறுப்பு என்பது ஒரு கடத்தியின் நீளம் dl இன் எண்ணற்ற சிறிய பகுதியின் தயாரிப்பு Idl மற்றும் அதிலுள்ள தற்போதைய வலிமை I மற்றும் இந்த மின்னோட்டத்துடன் இயக்கப்படும் அளவுடன் சமமான ஒரு திசையன் ஆகும். பின்னர், (3) சிறியதிலிருந்து எல்லையற்ற dl வரை கடந்து, நாம் ஆம்பியர் விதியை வேறுபட்ட வடிவத்தில் எழுதலாம்:

. (4)

குணகம் k ஐ இவ்வாறு குறிப்பிடலாம்

காந்த மாறிலி (அல்லது வெற்றிடத்தின் காந்த ஊடுருவல்) எங்கே.

(5) மற்றும் (4) கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்கான பகுத்தறிவு மதிப்பு படிவத்தில் எழுதப்படும்

. (6)

3 . காந்தப்புல வலிமை. ஆம்பியர் சூத்திரம். Biot-Savart-Laplace சட்டம்.

மின்சார நீரோட்டங்கள் அவற்றின் காந்தப்புலங்கள் மூலம் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புகொள்வதால், இந்த தொடர்புகளின் அடிப்படையில் காந்தப்புலத்தின் அளவு பண்புகளை நிறுவ முடியும் - ஆம்பியர் விதி. இதைச் செய்ய, மின்னோட்ட I உடன் கடத்தி l ஐ பல அடிப்படை பிரிவுகளாக பிரிக்கிறோம் dl. இது விண்வெளியில் ஒரு புலத்தை உருவாக்குகிறது.

இந்த புலத்தின் O புள்ளியில், dl இலிருந்து r தொலைவில் அமைந்துள்ளது, I 0 dl 0 ஐ வைக்கிறோம். பின்னர், ஆம்பியர் விதி (6) படி, இந்த உறுப்பு மீது ஒரு சக்தி செயல்படும்.

(7)

dl (புலத்தை உருவாக்குதல்) மற்றும் ஆரம் திசையன் r இன் திசையில் உள்ள மின்னோட்டத்தின் திசைக்கு இடையே உள்ள கோணம் எங்கே, மேலும் இது தற்போதைய I 0 dl 0 மற்றும் சாதாரண n க்கு இடையே உள்ள கோணம் ஆகும். dl மற்றும் r.

சூத்திரத்தில் (7) தற்போதைய உறுப்பு I 0 dl 0 ஐச் சார்ந்து இல்லாத பகுதியைத் தேர்ந்தெடுக்கிறோம், அதை dH ஆல் குறிக்கிறது:

பயோட்-சாவர்ட்-லாப்லேஸ் சட்டம் (8)

dH இன் மதிப்பு தற்போதைய உறுப்பு Idl ஐ மட்டுமே சார்ந்துள்ளது, இது ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் புள்ளி O இன் நிலையைப் பொறுத்தது.

மதிப்பு dH என்பது காந்தப்புலத்தின் அளவு பண்பு மற்றும் காந்தப்புல வலிமை என்று அழைக்கப்படுகிறது. (8) ஐ (7) ஆக மாற்றினால், நாம் பெறுகிறோம்

தற்போதைய I 0 மற்றும் காந்தப்புலம் dH இன் திசைக்கு இடையே உள்ள கோணம். ஃபார்முலா (9) ஆம்பியர் சூத்திரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த புலத்தின் வலிமையில் உள்ள தற்போதைய உறுப்பு I 0 dl 0 இல் காந்தப்புலம் செயல்படும் சக்தியின் சார்புநிலையை வெளிப்படுத்துகிறது. இந்த விசை dl 0 க்கு செங்குத்தாக Q விமானத்தில் அமைந்துள்ளது. அதன் திசை "இடது கை விதி" மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

(9) இல் =90º என்று வைத்துக் கொண்டால், நாம் பெறுவோம்:

அந்த. காந்தப்புல வலிமையானது புலக் கோட்டிற்கு தொடுநிலையாக இயக்கப்படுகிறது மற்றும் காந்த மாறிலிக்கு ஒரு யூனிட் மின்னோட்ட உறுப்பு மீது புலம் செயல்படும் சக்தியின் விகிதத்திற்கு சமமாக இருக்கும்.

4 . டயமேக்னடிக், பாரா காந்த மற்றும் ஃபெரோ காந்த பொருட்கள். காந்த ஊடுருவல் மற்றும் காந்த தூண்டல்.

ஒரு காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்படும் அனைத்து பொருட்களும் காந்த பண்புகளைப் பெறுகின்றன, அதாவது. காந்தமாக்கப்படுகின்றன, எனவே அவை வெளிப்புற புலத்தை மாற்றுகின்றன. இந்த வழக்கில், சில பொருட்கள் வெளிப்புற புலத்தை பலவீனப்படுத்துகின்றன, மற்றவர்கள் அதை வலுப்படுத்துகின்றன. முதலில் அழைக்கப்பட்டவர்கள் காந்தவியல், இரண்டாவது - பரமகாந்தம்பொருட்கள். பரம காந்தப் பொருட்களில், பொருட்களின் ஒரு குழு கூர்மையாக தனித்து நிற்கிறது, இதனால் வெளிப்புற புலத்தில் மிகப்பெரிய அதிகரிப்பு ஏற்படுகிறது. இது ஃபெரோ காந்தங்கள்.

மின்காந்தங்கள்- பாஸ்பரஸ், சல்பர், தங்கம், வெள்ளி, தாமிரம், நீர், கரிம சேர்மங்கள்.

பரமகாந்தங்கள்- ஆக்ஸிஜன், நைட்ரஜன், அலுமினியம், டங்ஸ்டன், பிளாட்டினம், காரம் மற்றும் கார பூமி உலோகங்கள்.

ஃபெரோ காந்தங்கள்- இரும்பு, நிக்கல், கோபால்ட், அவற்றின் கலவைகள்.

எலக்ட்ரான்களின் சுற்றுப்பாதை மற்றும் சுழல் காந்த தருணங்களின் வடிவியல் தொகை மற்றும் கருவின் உள்ளார்ந்த காந்த கணம் ஒரு பொருளின் அணுவின் (மூலக்கூறின்) காந்த தருணத்தை உருவாக்குகிறது.

காந்தப் பொருட்களில், ஒரு அணுவின் (மூலக்கூறின்) மொத்த காந்தத் தருணம் பூஜ்ஜியமாகும், ஏனெனில் காந்த கணங்கள் ஒன்றையொன்று ரத்து செய்கின்றன. இருப்பினும், வெளிப்புற காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், இந்த அணுக்களில் ஒரு காந்த தருணம் தூண்டப்படுகிறது, இது வெளிப்புற புலத்திற்கு எதிர் திசையில் இயக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, காந்த ஊடகம் காந்தமாக்கப்படுகிறது மற்றும் அதன் சொந்த காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது, வெளிப்புறத்திற்கு எதிரே இயக்கி அதை பலவீனப்படுத்துகிறது.

ஒரு வெளிப்புற காந்தப்புலம் இருக்கும் வரை காந்த அணுக்களின் தூண்டப்பட்ட காந்த தருணங்கள் பாதுகாக்கப்படும். வெளிப்புற புலம் அகற்றப்படும்போது, ​​​​அணுக்களின் தூண்டப்பட்ட காந்த தருணங்கள் மறைந்துவிடும் மற்றும் காந்தப் பொருள் demagnetized ஆகும்.

பாரா காந்த அணுக்களில், சுற்றுப்பாதை, சுழல் மற்றும் அணுக்கரு கணங்கள் ஒன்றையொன்று ஈடுசெய்யாது. இருப்பினும், அணு காந்தத் தருணங்கள் சீரற்ற முறையில் வரிசைப்படுத்தப்படுகின்றன, எனவே பாரா காந்த ஊடகம் காந்த பண்புகளை வெளிப்படுத்தாது. ஒரு வெளிப்புற புலம் பாரா காந்த அணுக்களை சுழற்றுகிறது, இதனால் அவற்றின் காந்த தருணங்கள் புலத்தின் திசையில் முக்கியமாக நிறுவப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, பரம காந்தப் பொருள் காந்தமாக்கப்படுகிறது மற்றும் அதன் சொந்த காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது, வெளிப்புறத்துடன் ஒத்துப்போகிறது மற்றும் அதை மேம்படுத்துகிறது.

(4), ஊடகத்தின் முழுமையான காந்த ஊடுருவல் எங்கே. வெற்றிடத்தில் =1, , மற்றும்

ஃபெரோ காந்தங்களில் பகுதிகள் (~10 -2 செமீ) அவற்றின் அணுக்களின் ஒரே மாதிரியான காந்தத் தருணங்களைக் கொண்டவை. இருப்பினும், களங்களின் நோக்குநிலை வேறுபட்டது. எனவே, வெளிப்புற காந்தப்புலம் இல்லாத நிலையில், ஃபெரோ காந்தம் காந்தமாக்கப்படவில்லை.

வெளிப்புற புலத்தின் தோற்றத்துடன், இந்த புலத்தின் திசையில் உள்ள களங்கள் காந்த தருணத்தின் வெவ்வேறு நோக்குநிலைகளைக் கொண்ட அண்டை களங்களின் காரணமாக தொகுதி அதிகரிக்கத் தொடங்குகின்றன; ஃபெரோ காந்தம் காந்தமாகிறது. போதுமான வலுவான புலத்துடன், அனைத்து டொமைன்களும் புலத்துடன் மறுசீரமைக்கப்படுகின்றன, மேலும் ஃபெரோ காந்தம் விரைவாக செறிவூட்டலுக்கு காந்தமாக்கப்படுகிறது.

வெளிப்புற புலம் அகற்றப்படும் போது, ​​ஃபெரோ காந்தம் முழுமையாக சிதைக்கப்படாது, ஆனால் வெப்ப இயக்கம் களங்களை திசைதிருப்ப முடியாது என்பதால், மீதமுள்ள காந்த தூண்டலைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. வெப்பமாக்கல், குலுக்கல் அல்லது தலைகீழ் புலத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் டிமேக்னடைசேஷன் அடையலாம்.

கியூரி புள்ளிக்கு சமமான வெப்பநிலையில், வெப்ப இயக்கம் களங்களில் உள்ள அணுக்களை திசைதிருப்பும் திறன் கொண்டது, இதன் விளைவாக ஃபெரோ காந்தம் ஒரு பாரா காந்தமாக மாறும்.

ஒரு குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு S வழியாக காந்த தூண்டலின் ஓட்டம் இந்த மேற்பரப்பில் ஊடுருவும் தூண்டல் கோடுகளின் எண்ணிக்கைக்கு சமம்:

(5)

அளவீட்டு அலகு பி - டெஸ்லா, எஃப்-வெபர்.

கடத்தல் எலக்ட்ரான்கள் தன்னிச்சையாக உலோகத்தை கணிசமான அளவுகளில் விட்டுவிடாது. உலோகம் அவர்களுக்கு ஒரு சாத்தியமான துளை பிரதிபலிக்கிறது என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது. மேற்பரப்பில் இருக்கும் சாத்தியமான தடையை கடக்க போதுமான ஆற்றல் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே உலோகத்தை விட்டு வெளியேற முடியும். இந்த தடையை ஏற்படுத்தும் சக்திகள் பின்வரும் தோற்றம் கொண்டவை. லேட்டிஸின் நேர்மறை அயனிகளின் வெளிப்புற அடுக்கிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானின் சீரற்ற நீக்கம், எலக்ட்ரான் வெளியேறிய இடத்தில் அதிகப்படியான நேர்மறை மின்னூட்டத்தின் தோற்றத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

இந்த மின்னூட்டத்துடன் கூலொம்ப் தொடர்பு, அதன் வேகம் அதிகமாக இல்லாத எலக்ட்ரானைத் திரும்பத் திரும்பச் செய்கிறது. இவ்வாறு, தனிப்பட்ட எலக்ட்ரான்கள் தொடர்ந்து உலோகத்தின் மேற்பரப்பை விட்டு வெளியேறி, அதிலிருந்து பல அணுக்கரு தூரங்களை நகர்த்தி, பின் திரும்பும். இதன் விளைவாக, உலோகம் எலக்ட்ரான்களின் மெல்லிய மேகத்தால் சூழப்பட்டுள்ளது. இந்த மேகம், அயனிகளின் வெளிப்புற அடுக்குடன் சேர்ந்து, மின்சார இரட்டை அடுக்கை உருவாக்குகிறது (படம் 60.1; வட்டங்கள் - அயனிகள், கருப்பு புள்ளிகள் - எலக்ட்ரான்கள்). அத்தகைய அடுக்கில் எலக்ட்ரானில் செயல்படும் சக்திகள் உலோகத்திற்குள் செலுத்தப்படுகின்றன.

உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரானை வெளிப்புறமாக மாற்றும் போது இந்த சக்திகளுக்கு எதிராக செய்யப்படும் வேலை எலக்ட்ரானின் ஆற்றலை அதிகரிக்கிறது

எனவே, உலோகத்தின் உள்ளே உள்ள வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களின் சாத்தியமான ஆற்றல், சாத்தியமான கிணற்றின் ஆழத்திற்கு சமமான அளவு உலோகத்திற்கு வெளியே குறைவாக உள்ளது (படம் 60.2). ஆற்றல் மாற்றம் பல அணுக்கரு தூரங்களின் வரிசையின் நீளத்தில் நிகழ்கிறது, எனவே கிணற்றின் சுவர்கள் செங்குத்தாக கருதப்படலாம்.

எலக்ட்ரானின் சாத்தியமான ஆற்றல் மற்றும் எலக்ட்ரான் அமைந்துள்ள புள்ளியின் சாத்தியம் ஆகியவை எதிர் அறிகுறிகளைக் கொண்டுள்ளன. உலோகத்தின் உள்ளே இருக்கும் சாத்தியம் அதன் மேற்பரப்பின் உடனடி அருகே உள்ள ஆற்றலை விட அதிகமாக உள்ளது (சுருக்கத்திற்காக "மேற்பரப்பில்" என்று கூறுவோம்) அளவு மூலம்

உலோகத்திற்கு அதிகப்படியான நேர்மறைக் கட்டணத்தைக் கொடுப்பது உலோகத்தின் மேற்பரப்பிலும் உள்ளேயும் திறனை அதிகரிக்கிறது. எலக்ட்ரானின் சாத்தியமான ஆற்றல் அதற்கேற்ப குறைகிறது (படம் 60.3, a).

முடிவிலியில் சாத்தியமான மற்றும் சாத்தியமான ஆற்றலின் மதிப்புகள் குறிப்பு புள்ளியாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகின்றன என்பதை நினைவுபடுத்துவோம். எதிர்மறை மின்னூட்டத்தின் செய்தி உலோகத்தின் உள்ளேயும் வெளியேயும் உள்ள திறனைக் குறைக்கிறது. அதன்படி, எலக்ட்ரானின் சாத்தியமான ஆற்றல் அதிகரிக்கிறது (படம் 60.3, ஆ).

ஒரு உலோகத்தில் எலக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றல் ஆற்றல் மற்றும் இயக்க ஆற்றல்களைக் கொண்டுள்ளது. § 51 இல், முழுமையான பூஜ்ஜியத்தில் கடத்தல் எலக்ட்ரான்களின் இயக்க ஆற்றலின் மதிப்புகள் பூஜ்ஜியத்திலிருந்து ஃபெர்மி மட்டத்துடன் ஒத்துப்போகும் ஆற்றல் Emax வரை இருக்கும் என்று கண்டறியப்பட்டது. படத்தில். 60.4, கடத்தல் பட்டையின் ஆற்றல் நிலைகள் சாத்தியமான கிணற்றில் பொறிக்கப்பட்டுள்ளன (புள்ளியிடப்பட்ட கோடு ஆக்கிரமிக்கப்படாத நிலைகளைக் காட்டுகிறது). உலோகத்திலிருந்து அகற்றப்பட, வெவ்வேறு எலக்ட்ரான்களுக்கு வெவ்வேறு ஆற்றல்கள் கொடுக்கப்பட வேண்டும்.

எனவே, கடத்தல் பட்டையின் மிகக் குறைந்த மட்டத்தில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரானுக்கு ஆற்றல் வழங்கப்பட வேண்டும்; ஃபெர்மி மட்டத்தில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரானுக்கு, ஆற்றல் போதுமானது.

ஒரு திடமான அல்லது திரவத்திலிருந்து வெற்றிடத்திற்கு எலக்ட்ரானை அகற்றுவதற்கு ஒரு எலக்ட்ரானுக்கு வழங்கப்பட வேண்டிய குறைந்தபட்ச ஆற்றல் வேலை செயல்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. வேலை செயல்பாடு பொதுவாக Ф என்பது வெளியீட்டு திறன் என்று அழைக்கப்படும் அளவு மூலம் குறிக்கப்படுகிறது.

மேலே உள்ளவற்றுக்கு இணங்க, ஒரு உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாடு வெளிப்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது

உலோக வெப்பநிலை 0 K என்ற அனுமானத்தின் கீழ் இந்த வெளிப்பாட்டைப் பெற்றோம். மற்ற வெப்பநிலைகளில், சாத்தியமான கிணற்றின் ஆழத்திற்கும் ஃபெர்மி நிலைக்கும் உள்ள வித்தியாசம், அதாவது வரையறை (60.1) எந்த அளவிற்கும் நீட்டிக்கப்பட்டுள்ளது என வேலை செயல்பாடு தீர்மானிக்கப்படுகிறது. வெப்ப நிலை. அதே வரையறை குறைக்கடத்திகளுக்கும் பொருந்தும்.

ஃபெர்மி நிலை வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது (சூத்திரத்தைப் பார்க்கவும் (52.10)). கூடுதலாக, வெப்ப விரிவாக்கம் காரணமாக அணுக்களுக்கு இடையிலான சராசரி தூரத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் காரணமாக, சாத்தியமான கிணற்றின் ஆழம் சிறிது மாறுகிறது.இது வேலை செயல்பாடு வெப்பநிலையை சற்று சார்ந்துள்ளது என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது.

வேலை செயல்பாடு உலோக மேற்பரப்பின் நிலைக்கு, குறிப்பாக அதன் தூய்மைக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது. சரியான மேற்பரப்பு பூச்சு தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம், வேலை செயல்பாடு பெரிதும் குறைக்கப்படும். எடுத்துக்காட்டாக, டங்ஸ்டனின் மேற்பரப்பில் அல்கலைன் எர்த் மெட்டல் ஆக்சைடு (Ca, Sr, Ba) அடுக்கைப் பயன்படுத்துவதால் வேலைச் செயல்பாடு 4.5 eV (தூய Wக்கு) இலிருந்து 1.5-2 ஆகக் குறைக்கப்படுகிறது.

உலோகங்கள் எலக்ட்ரான் வாயுவை உருவாக்கி வெப்ப இயக்கத்தில் பங்கேற்கும் கடத்தல் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. கடத்தல் எலக்ட்ரான்கள் உலோகத்தின் உள்ளே இருப்பதால், மேற்பரப்புக்கு அருகில் எலக்ட்ரான்களில் செயல்படும் சக்திகள் உள்ளன மற்றும் உலோகத்திற்குள் செலுத்தப்படுகின்றன. ஒரு எலக்ட்ரான் அதன் எல்லைக்கு அப்பால் உலோகத்தை விட்டு வெளியேற, இந்த சக்திகளுக்கு எதிராக ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வேலை A செய்யப்பட வேண்டும், இது உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரானை விட்டு வெளியேறும் வேலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இந்த வேலை, இயற்கையாகவே, வெவ்வேறு உலோகங்களுக்கு வேறுபட்டது.

ஒரு உலோகத்தில் உள்ள எலக்ட்ரானின் ஆற்றல் ஆற்றல் நிலையானது மற்றும் சமமானது:

Wp = -eφ, இங்கு j என்பது உலோகத்தின் உள்ளே இருக்கும் மின்புல ஆற்றல்.

21. சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு - இது ஒரே வெப்பநிலையைக் கொண்ட இரண்டு வெவ்வேறு கடத்திகள் தொடர்பு கொள்ளும்போது ஏற்படும் கடத்திகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு.

வெவ்வேறு வேலை செயல்பாடுகளைக் கொண்ட இரண்டு நடத்துனர்கள் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​மின் கட்டணங்கள் கடத்திகளில் தோன்றும். மற்றும் அவர்களின் இலவச முனைகளுக்கு இடையில் சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது. கடத்திகளுக்கு வெளியே, அவற்றின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் அமைந்துள்ள புள்ளிகளுக்கு இடையிலான சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு திறன் வேறுபாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. கடத்திகள் ஒரே வெப்பநிலையில் இருப்பதால், பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தம் இல்லாத நிலையில், புலம் எல்லை அடுக்குகளில் மட்டுமே இருக்க முடியும் (வோல்டா விதி). உள் சாத்தியமான வேறுபாடு (உலோகங்கள் தொடர்பு கொள்ளும்போது) மற்றும் வெளிப்புற ஒன்று (ஒரு இடைவெளியில்) உள்ளது. வெளிப்புற தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டின் மதிப்பு எலக்ட்ரான் சார்ஜ் தொடர்பான வேலை செயல்பாடுகளில் உள்ள வேறுபாட்டிற்கு சமம். கடத்திகள் ஒரு வளையத்தில் இணைக்கப்பட்டிருந்தால், வளையத்தில் உள்ள EMF 0 க்கு சமமாக இருக்கும். வெவ்வேறு ஜோடி உலோகங்களுக்கு, தொடர்பு திறன் வேறுபாட்டின் மதிப்பு ஒரு வோல்ட்டின் பத்தில் ஒரு பங்கு முதல் வோல்ட் அலகுகள் வரை இருக்கும்.

ஒரு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டரின் செயல்பாடு தெர்மோஎலக்ட்ரிக் விளைவின் பயன்பாட்டை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இதன் சாராம்சம் என்னவென்றால், இரண்டு வெவ்வேறு உலோகங்களின் சந்திப்பு (சந்தி) வெப்பமடையும் போது, ​​​​அவற்றின் இலவச முனைகளுக்கு இடையில் ஒரு சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது, அவை குறைந்த வெப்பநிலையைக் கொண்டுள்ளன, அல்லது அழைக்கப்படும் தெர்மோஎலக்ட்ரோமோட்டிவ் ஃபோர்ஸ் (தெர்மோ-EMF). நீங்கள் அத்தகைய தெர்மோலெமென்ட்டை (தெர்மோகப்பிள்) வெளிப்புற எதிர்ப்பிற்கு மூடினால், பின்னர் ஒரு மின்னோட்டம் சுற்று வழியாக பாயும் (படம் 1). இவ்வாறு, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் நிகழ்வுகளின் போது, ​​வெப்ப ஆற்றலை நேரடியாக மின் ஆற்றலாக மாற்றுவது ஏற்படுகிறது.

தெர்மோஎலக்ட்ரோமோட்டிவ் விசையின் அளவு E = a(T1 - T2) சூத்திரத்தால் தோராயமாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

22. ஒரு காந்தப்புலம் - நகரும் மின் கட்டணங்கள் மற்றும் ஒரு காந்த கணம் கொண்ட உடல்கள் மீது செயல்படும் ஒரு சக்தி புலம், அவற்றின் இயக்கத்தின் நிலையைப் பொருட்படுத்தாமல்; மின்காந்த புலத்தின் காந்த கூறு

நகரும் கட்டணம் கே, தன்னைச் சுற்றி ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது, அதன் தூண்டல்

எலக்ட்ரானின் வேகம் எங்கே, எலக்ட்ரானிலிருந்து கொடுக்கப்பட்ட புலப் புள்ளிக்கான தூரம், μ - ஊடகத்தின் ஒப்பீட்டு காந்த ஊடுருவல், μ 0 = 4π ·10 -7 Gn/m- காந்த மாறிலி.

காந்த தூண்டல்- ஒரு திசையன் அளவு, இது விண்வெளியில் கொடுக்கப்பட்ட புள்ளியில் காந்தப்புலத்தின் (சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களில் அதன் செயல்) ஒரு சக்தி பண்பு ஆகும். வேகத்தில் நகரும் மின்னூட்டத்தில் காந்தப்புலம் செயல்படும் விசையைத் தீர்மானிக்கிறது.

மேலும் குறிப்பாக, இது ஒரு திசையன், அதாவது காந்தப்புலத்தில் இருந்து வேகத்துடன் நகரும் மின்னூட்டத்தில் செயல்படும் லோரென்ட்ஸ் விசைக்கு சமம்

23. Biot-Savart-Laplace சட்டத்தின்படி விளிம்பு உறுப்பு dl, இதன் மூலம் மின்னோட்டம் பாய்கிறது நான், தன்னைச் சுற்றி ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது, அதன் தூண்டல் ஒரு குறிப்பிட்ட கட்டத்தில் கே

புள்ளியில் இருந்து தூரம் எங்கே கேதற்போதைய உறுப்புக்கு dl, α - ஆரம் திசையன் மற்றும் தற்போதைய உறுப்பு இடையே கோணம் dl.

திசையன் திசையை மூலம் காணலாம் மேக்ஸ்வெல்லின் விதி(கிம்லெட்): கடத்தி உறுப்பில் மின்னோட்டத்தின் திசையில் வலது கை நூலைக் கொண்டு கிம்லெட்டைத் திருகினால், ஜிம்லெட் கைப்பிடியின் இயக்கத்தின் திசையானது காந்த தூண்டல் திசையன் திசையைக் குறிக்கும்.

Biot-Savart-Laplace சட்டத்தை பல்வேறு வகையான வரையறைகளுக்குப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாங்கள் பெறுகிறோம்:

· ஆரம் ஒரு வட்ட திருப்பத்தின் மையத்தில் ஆர்தற்போதைய வலிமையுடன் நான்காந்த தூண்டல்

வட்ட மின்னோட்டத்தின் அச்சில் காந்த தூண்டல் எங்கே அ- ஒருவர் தேடும் புள்ளியிலிருந்து தூரம் பிவட்ட மின்னோட்டத்தின் விமானத்திற்கு,

தொலைவில் மின்னோட்டத்தைச் சுமந்து செல்லும் எல்லையற்ற நீண்ட கடத்தியால் உருவாக்கப்பட்ட புலம் ஆர்நடத்துனரிடமிருந்து

· தொலைவில் வரையறுக்கப்பட்ட நீளம் கொண்ட கடத்தியால் உருவாக்கப்பட்ட புலம் ஆர்கடத்தியிலிருந்து (படம் 15)

ஒரு டொராய்டு அல்லது எல்லையற்ற நீண்ட சோலனாய்டுக்குள் புலம் n- சோலனாய்டின் (டோராய்டு) அலகு நீளத்திற்கு திருப்பங்களின் எண்ணிக்கை

காந்த தூண்டல் திசையன் உறவின் மூலம் காந்தப்புல வலிமையுடன் தொடர்புடையது

வால்யூமெட்ரிக் ஆற்றல் அடர்த்திகாந்த புலம்:

25 .தூண்டலுடன் காந்தப்புலத்தில் நகரும் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் மீது பிவேகத்துடன் υ காந்தப்புலத்திலிருந்து ஒரு விசை உள்ளது லோரன்ட்ஸ் படை

மற்றும் இந்த சக்தியின் மாடுலஸ் சமமாக உள்ளது .

லோரென்ட்ஸ் படையின் திசையை தீர்மானிக்க முடியும் இடது கை விதி: உங்கள் இடது கையை வைத்தால், வேகத்திற்கு செங்குத்தாக உள்ள தூண்டல் திசையன் கூறுகள் உள்ளங்கையில் நுழையும், மற்றும் நான்கு விரல்கள் நேர்மறை மின்னூட்டத்தின் இயக்கத்தின் வேகத்தின் திசையில் (அல்லது வேகத்தின் திசைக்கு எதிராக) அமைந்திருந்தால் எதிர்மறை கட்டணம்), பின்னர் வளைந்த கட்டைவிரல் லோரென்ட்ஸ் விசையின் திசையைக் குறிக்கும்

26 .சுழற்சி சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் முடுக்கிகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை.

ஒரு காந்தப்புலத்தில் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகளின் சுழற்சி காலம் T இன் சுதந்திரத்தை அமெரிக்க விஞ்ஞானி லாரன்ஸ் சைக்ளோட்ரான் - சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் முடுக்கியின் யோசனையில் பயன்படுத்தினார்.

சைக்ளோட்ரான்இரண்டு டீகள் D 1 மற்றும் D 2 - வெற்று உலோக அரை உருளைகள் அதிக வெற்றிடத்தில் வைக்கப்படுகின்றன. டீகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியில் ஒரு முடுக்கி மின்சார புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. இந்த இடைவெளியில் நுழையும் ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் அதன் வேகத்தை அதிகரிக்கிறது மற்றும் அரை சிலிண்டரின் (டீ) இடைவெளியில் பறக்கிறது. டீகள் ஒரு நிலையான காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்படுகின்றன, மேலும் டீஸின் உள்ளே இருக்கும் துகள்களின் பாதை ஒரு வட்டத்தில் வளைந்திருக்கும். துகள் இரண்டாவது முறையாக டீஸ் இடையே உள்ள இடைவெளியில் நுழையும் போது, ​​மின்சார புலத்தின் துருவமுனைப்பு மாறுகிறது மற்றும் அது மீண்டும் முடுக்கி விடுகிறது. வேகத்தின் அதிகரிப்பு பாதையின் ஆரம் அதிகரிப்புடன் சேர்ந்துள்ளது. நடைமுறையில், டீஸ்களுக்கு ν= 1/T=(B/2π)(q/m) அதிர்வெண் கொண்ட மாற்று புலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் டீகளுக்கு இடையிலான இடைவெளியில் துகள்களின் வேகம் ஒவ்வொரு முறையும் அதிகரிக்கிறது.

27.ஆம்பியர் சக்தி மின்னோட்டம் பாயும் கடத்தியில் செயல்படும் விசை நான், ஒரு காந்தப்புலத்தில் அமைந்துள்ளது

Δ எல்- கடத்தியின் நீளம் மற்றும் திசை கடத்தியில் மின்னோட்டத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போகிறது.

ஆம்பியர் சக்தி தொகுதி: .

நீரோட்டங்களைச் சுமந்து செல்லும் இரண்டு இணையான எல்லையற்ற நீண்ட நேரான கடத்திகள் நான் 1மற்றும் நான் 2சக்தியுடன் ஒருவருக்கொருவர் தொடர்பு கொள்ளுங்கள்

எங்கே எல்- கடத்தி பிரிவின் நீளம், ஆர்- கடத்திகளுக்கு இடையிலான தூரம்.

28. இணை மின்னோட்டங்களின் தொடர்பு - ஆம்பியர் விதி

இப்போது நீங்கள் இரண்டு இணை மின்னோட்டங்களுக்கு இடையிலான தொடர்பு சக்தியைக் கணக்கிடுவதற்கான சூத்திரத்தை எளிதாகப் பெறலாம்.

எனவே, இரண்டு நீண்ட நேராக இணை கடத்திகள் மூலம் (படம். 440), தொலைவில் அமைந்துள்ளது R ஒருவருக்கொருவர் (இது பல, கடத்திகளின் நீளத்தை விட 15 மடங்கு குறைவாக உள்ளது), நேரடி நீரோட்டங்கள் I 1, I 2 ஓட்டம்.

புலக் கோட்பாட்டின் படி, கடத்திகளின் தொடர்பு பின்வருமாறு விளக்கப்படுகிறது: முதல் கடத்தியில் ஒரு மின்சாரம் இரண்டாவது கடத்தியில் ஒரு மின்னோட்டத்துடன் தொடர்பு கொள்ளும் காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது. முதல் கடத்தியில் செயல்படும் ஒரு சக்தியின் தோற்றத்தை விளக்க, கடத்திகளின் "பாத்திரங்களை மாற்ற" அவசியம்: இரண்டாவது முதலில் செயல்படும் ஒரு புலத்தை உருவாக்குகிறது. வலது ஸ்க்ரூவை மனதளவில் சுழற்றவும், உங்கள் இடது கையால் சுழற்றவும் (அல்லது குறுக்கு தயாரிப்பைப் பயன்படுத்தவும்) மற்றும் மின்னோட்டங்கள் ஒரு திசையில் பாயும் போது, ​​கடத்திகள் ஈர்க்கின்றன, மேலும் நீரோட்டங்கள் எதிர் திசைகளில் பாயும் போது, ​​கடத்திகள் 1 ஐ விரட்டுகின்றன.

எனவே, இரண்டாவது கடத்தியின் நீளம் Δl பிரிவில் செயல்படும் விசை ஆம்பியர் விசை ஆகும், இது சமம்

இதில் B1 என்பது முதல் கடத்தியால் உருவாக்கப்பட்ட காந்தப்புலத்தின் தூண்டல் ஆகும். இந்த சூத்திரத்தை எழுதும் போது, ​​தூண்டல் திசையன் பி 1 இரண்டாவது கடத்திக்கு செங்குத்தாக உள்ளது என்று கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது. முதல் கடத்தியில் நேரடி மின்னோட்டத்தால் உருவாக்கப்பட்ட புலத்தின் தூண்டல், இரண்டாவது இடத்தில், சமம்

சூத்திரங்களிலிருந்து (1), (2) இரண்டாவது கடத்தியின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பிரிவில் செயல்படும் விசைக்கு சமம்

29. காந்தப்புலத்தில் மின்னோட்டத்துடன் கூடிய சுருள்.

நீங்கள் ஒரு காந்தப்புலத்தில் ஒரு கடத்தியை அல்ல, ஆனால் மின்னோட்டத்துடன் ஒரு சுருள் (அல்லது சுருள்) வைத்து செங்குத்தாக வைத்தால், இடது கை விதியை சுருளின் மேல் மற்றும் கீழ் பக்கங்களுக்குப் பயன்படுத்தினால், மின்காந்த சக்திகள் F ஐப் பெறுகிறோம். அவர்கள் மீது நடிப்பு வெவ்வேறு திசைகளில் இயக்கப்படும். இந்த இரண்டு சக்திகளின் செயல்பாட்டின் விளைவாக, ஒரு மின்காந்த முறுக்கு M எழுகிறது, இது சுருளை சுழற்றச் செய்யும், இந்த விஷயத்தில் கடிகார திசையில். இந்த நேரத்தில்

D என்பது சுருளின் பக்கங்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம்.

காந்தப்புலக் கோடுகளுக்கு செங்குத்தாக ஒரு நிலையை எடுக்கும் வரை சுருள் காந்தப்புலத்தில் சுழலும் (படம் 50, b). இந்த நிலையில், மிகப்பெரிய காந்தப் பாய்வு சுருள் வழியாக செல்லும். இதன் விளைவாக, வெளிப்புற காந்தப்புலத்தில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்டத்துடன் கூடிய ஒரு சுருள் அல்லது சுருள் எப்போதும் ஒரு நிலையை எடுக்க முனைகிறது, அது மிகப்பெரிய காந்தப் பாய்வு சுருள் வழியாக செல்கிறது.

காந்த கணம், காந்த இருமுனை கணம்- ஒரு பொருளின் காந்த பண்புகளை வகைப்படுத்தும் முக்கிய அளவு (காந்தத்தின் ஆதாரம், மின்காந்த நிகழ்வுகளின் கிளாசிக்கல் கோட்பாட்டின் படி, மின்சார மேக்ரோ- மற்றும் மைக்ரோ கரண்ட்ஸ்; ஒரு மூடிய மின்னோட்டம் காந்தத்தின் அடிப்படை ஆதாரமாகக் கருதப்படுகிறது). அடிப்படை துகள்கள், அணுக்கருக்கள் மற்றும் அணுக்கள் மற்றும் மூலக்கூறுகளின் மின்னணு ஓடுகள் ஒரு காந்த தருணத்தைக் கொண்டுள்ளன. குவாண்டம் இயக்கவியலால் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அடிப்படைத் துகள்களின் (எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள், நியூட்ரான்கள் மற்றும் பிற) காந்தத் தருணம், அவற்றின் சொந்த இயந்திர கணம் - சுழல் இருப்பதன் காரணமாகும்.

30. காந்தப் பாய்வு - ஒரு எண்ணற்ற பகுதி வழியாக செல்லும் விசையின் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்திக்கு சமமான உடல் அளவு dS. ஓட்டம் எஃப் இன்காந்த தூண்டல் வெக்டரின் ஒருங்கிணைப்பாக INஒரு வரையறுக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு மூலம் S மேற்பரப்பில் ஒரு ஒருங்கிணைந்த மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

31. காந்தப்புலத்தில் மின்னோட்டத்தை செலுத்தும் கடத்தியை நகர்த்தும் வேலை

நிலையான கம்பிகளால் உருவாக்கப்பட்ட மின்னோட்டம்-சுற்றும் சுற்று மற்றும் நீளமுள்ள ஒரு நகரக்கூடிய ஜம்பர் ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்வோம் l அவற்றுடன் நெகிழ் (படம் 2.17). இந்த சுற்று வட்டத்தின் விமானத்திற்கு செங்குத்தாக வெளிப்புற சீரான காந்தப்புலத்தில் அமைந்துள்ளது.

L நீளமுள்ள ஒரு மின்னோட்ட உறுப்பு I (நகரும் கம்பி) வலதுபுறமாக இயக்கப்படும் ஆம்பியர் விசையால் செயல்படுகிறது:

கடத்தி l dx தொலைவில் தனக்கு இணையாக நகரட்டும். இது பின்வருவனவற்றைச் செய்யும்:

dA=Fdx=IBldx=IBdS=IdФ

நகரும் போது ஒரு மின்னோட்டத்தின் மீது நடத்துனர் செய்யும் பணியானது, இந்த கடத்தி கடக்கும் மின்னோட்டத்தின் உற்பத்திக்கும் காந்தப் பாய்ச்சலுக்கும் எண்ணியல் ரீதியாக சமமாக இருக்கும்.

காந்த தூண்டல் வெக்டரின் கோடுகளுக்கு எந்த வடிவத்தின் கடத்தி எந்த கோணத்திலும் நகர்ந்தால் சூத்திரம் செல்லுபடியாகும்.

32. பொருளின் காந்தமாக்கல் . நிரந்தர காந்தங்களை ஒப்பீட்டளவில் சில பொருட்களிலிருந்து மட்டுமே உருவாக்க முடியும், ஆனால் ஒரு காந்தப்புலத்தில் வைக்கப்படும் அனைத்து பொருட்களும் காந்தமாக்கப்படுகின்றன, அதாவது, அவையே ஒரு காந்தப்புலத்தின் ஆதாரங்களாகின்றன. இதன் விளைவாக, பொருளின் முன்னிலையில் காந்த தூண்டல் திசையன் வெற்றிடத்தில் உள்ள காந்த தூண்டல் திசையனிலிருந்து வேறுபடுகிறது.

ஒரு அணுவின் காந்த தருணம் அதன் கலவையில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள எலக்ட்ரான்களின் சுற்றுப்பாதை மற்றும் உள்ளார்ந்த தருணங்களால் ஆனது, அத்துடன் கருவின் காந்த தருணம் (இது கருவில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள அடிப்படை துகள்களின் காந்த தருணங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது - புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள்). அணுக்கருவின் காந்த கணம் எலக்ட்ரான்களின் கணங்களை விட மிகவும் சிறியது; எனவே, பல சிக்கல்களைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது, ​​​​அது புறக்கணிக்கப்படலாம் மற்றும் ஒரு அணுவின் காந்த தருணம் எலக்ட்ரான்களின் காந்த தருணங்களின் திசையன் தொகைக்கு சமம் என்று கருதலாம். ஒரு மூலக்கூறின் காந்த கணம் அதன் கலவையில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள எலக்ட்ரான்களின் காந்த தருணங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமமாக கருதப்படலாம்.

எனவே, ஒரு அணு ஒரு சிக்கலான காந்த அமைப்பாகும், மேலும் அணுவின் காந்த கணம் அனைத்து எலக்ட்ரான்களின் காந்த தருணங்களின் திசையன் தொகைக்கு சமம்.

காந்தவியல்மற்றும் வெளிப்புற காந்தப்புலத்தில் காந்தமாக்கக்கூடிய பொருட்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, அதாவது. தங்கள் சொந்த காந்தப்புலத்தை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது. பொருட்களின் உள்ளார்ந்த புலம் அவற்றின் அணுக்களின் காந்த பண்புகளைப் பொறுத்தது. இந்த அர்த்தத்தில், காந்தங்கள் மின்கடத்தாவின் காந்த ஒப்புமைகளாகும்.

கிளாசிக்கல் கருத்துகளின்படி, ஒரு அணு நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கருவைச் சுற்றி சுற்றுப்பாதையில் நகரும் எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது, இது புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.

அனைத்து பொருட்களும் காந்தம், அதாவது. அனைத்து பொருட்களும் வெளிப்புற காந்தப்புலத்தில் காந்தமாக்கப்படுகின்றன, ஆனால் காந்தமயமாக்கலின் தன்மை மற்றும் அளவு வேறுபட்டது. இதைப் பொறுத்து, அனைத்து காந்தங்களும் மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: 1) காந்தவியல்; 2) பாரா காந்த பொருட்கள்; 3) ஃபெரோ காந்தங்கள்.

மின்காந்தங்கள். - இவற்றில் பல உலோகங்கள் (உதாரணமாக, தாமிரம், துத்தநாகம், வெள்ளி, பாதரசம், பிஸ்மத்), பெரும்பாலான வாயுக்கள், பாஸ்பரஸ், கந்தகம், குவார்ட்ஸ், நீர், பெரும்பாலான கரிம சேர்மங்கள் போன்றவை அடங்கும்.

டயகாந்தங்கள் பின்வரும் பண்புகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

2) அதன் சொந்த காந்தப்புலம் வெளிப்புறத்திற்கு எதிராக இயக்கப்படுகிறது மற்றும் அதை சிறிது பலவீனப்படுத்துகிறது (மீ<1);

3) எஞ்சிய காந்தத்தன்மை இல்லை (வெளிப்புற புலம் அகற்றப்பட்ட பிறகு காந்தத்தின் சொந்த காந்தப்புலம் மறைந்துவிடும்).

முதல் இரண்டு பண்புகள், காந்தப் பொருட்களின் ஒப்பீட்டு காந்த ஊடுருவல் m என்பது 1 ஐ விட சற்றே குறைவாக இருப்பதைக் குறிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, காந்தப் பொருட்களில் வலிமையான பிஸ்மத் m = 0.999824 ஐக் கொண்டுள்ளது.

பரமகாந்தங்கள்- காரம் மற்றும் கார பூமி உலோகங்கள், அலுமினியம், டங்ஸ்டன், பிளாட்டினம், ஆக்ஸிஜன் போன்றவை இதில் அடங்கும்.

பரமகாந்த பொருட்கள் பின்வரும் பண்புகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

1) வெளிப்புற காந்தப்புலத்தில் மிகவும் பலவீனமான காந்தமாக்கல்;

2) சொந்த காந்தப்புலம் வெளிப்புறத்துடன் இயக்கப்படுகிறது மற்றும் அதை சிறிது அதிகரிக்கிறது (m>1);

3) எஞ்சிய காந்தத்தன்மை இல்லை.

முதல் இரண்டு பண்புகளில் இருந்து, m இன் மதிப்பு 1 ஐ விட சற்று அதிகமாக உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, வலுவான பாரா காந்தங்களில் ஒன்றான - பிளாட்டினம் - தொடர்புடைய காந்த ஊடுருவல் m = 1.00036.

33.ஃபெரோ காந்தங்கள் - இவை இரும்பு, நிக்கல், கோபால்ட், காடோலினியம், அவற்றின் கலவைகள் மற்றும் கலவைகள், அத்துடன் மாங்கனீசு மற்றும் குரோமியத்தின் சில உலோகக் கலவைகள் மற்றும் ஃபெரோ காந்தமற்ற கூறுகளைக் கொண்ட கலவைகள் ஆகியவை அடங்கும். இந்த பொருட்கள் அனைத்தும் படிக நிலையில் மட்டுமே ஃபெரோ காந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

ஃபெரோ காந்தங்கள் பின்வரும் பண்புகளால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

1) மிகவும் வலுவான காந்தமாக்கல்;

2) சொந்த காந்தப்புலம் வெளிப்புறத்துடன் இயக்கப்படுகிறது மற்றும் அதை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது (மீ மதிப்புகள் பல நூறு முதல் பல லட்சம் வரை);

3) ஒப்பீட்டு காந்த ஊடுருவல் m என்பது காந்தமாக்கும் புலத்தின் அளவைப் பொறுத்தது;

4) எஞ்சிய காந்தம் உள்ளது.

களம்- ஒரு காந்தப் படிகத்தில் உள்ள ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் பகுதி, இதில் தன்னிச்சையான ஒரேவிதமான காந்தமயமாக்கல் திசையன் அல்லது ஆன்டிஃபெரோ காந்த திசையன் (முறையே கியூரி அல்லது நீல் புள்ளிக்குக் கீழே உள்ள வெப்பநிலையில்) ஒரு குறிப்பிட்ட - கண்டிப்பாக ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட முறையில் சுழற்றப்படும் அல்லது மாற்றப்படும், அதாவது , துருவப்படுத்தப்பட்டது, அண்டை டொமைன்களில் தொடர்புடைய திசையன்களின் திசைகளுடன் தொடர்புடையது.

களங்கள் என்பது அதிக எண்ணிக்கையிலான [வரிசைப்படுத்தப்பட்ட] அணுக்களைக் கொண்ட அமைப்புகளாகும் மற்றும் சில நேரங்களில் நிர்வாணக் கண்ணுக்குத் தெரியும் (அளவுகள் 10−2 செமீ3 வரிசையில்).

ஃபெரோ- மற்றும் ஆண்டிஃபெரோ காந்த, ஃபெரோ எலக்ட்ரிக் படிகங்கள் மற்றும் தன்னிச்சையான நீண்ட தூர வரிசையுடன் கூடிய பிற பொருட்களில் களங்கள் உள்ளன.

கியூரி பாயிண்ட், அல்லது கியூரி வெப்பநிலை,- ஒரு பொருளின் சமச்சீர் பண்புகளில் திடீர் மாற்றத்துடன் தொடர்புடைய இரண்டாம்-வரிசை கட்ட மாற்றத்தின் வெப்பநிலை (உதாரணமாக, காந்தம் - ஃபெரோ காந்தங்களில், மின்சாரம் - ஃபெரோஎலக்ட்ரிக்ஸில், படிக வேதியியல் - ஆர்டர் செய்யப்பட்ட உலோகக் கலவைகளில்). பி. கியூரியின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டது. கியூரி புள்ளி Q க்குக் கீழே T வெப்பநிலையில், ஃபெரோ காந்தங்கள் தன்னிச்சையான காந்தமயமாக்கல் மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட காந்த-படிக சமச்சீர்நிலையைக் கொண்டுள்ளன. கியூரி புள்ளியில் (T=Q), ஒரு ஃபெரோ காந்தத்தின் அணுக்களின் வெப்ப இயக்கத்தின் தீவிரம் அதன் தன்னிச்சையான காந்தமயமாக்கலை (“காந்த வரிசை”) அழிக்கவும், அதன் சமச்சீர்மையை மாற்றவும் போதுமானது, இதன் விளைவாக ஃபெரோ காந்தம் பரகாந்தமாகிறது. இதேபோல், T=Q (ஆன்டிஃபெரோமேக்னடிக் கியூரி புள்ளி அல்லது நீல் புள்ளி என அழைக்கப்படும் இடத்தில்) உள்ள எதிர் ஃபெரோ காந்தங்களுக்கு, அவற்றின் சிறப்பியல்பு காந்த அமைப்பு (காந்த சப்லட்டீஸ்) அழிக்கப்பட்டு, எதிர்ஃபெரோ காந்தங்கள் பாரா காந்தமாகின்றன. T=Q இல் உள்ள ஃபெரோஎலக்ட்ரிக்ஸ் மற்றும் ஆண்டிஃபெரோஎலக்ட்ரிக்ஸில், அணுக்களின் வெப்ப இயக்கமானது படிக லேட்டிஸின் அடிப்படை செல்களின் மின்சார இருமுனைகளின் தன்னிச்சையான வரிசைப்படுத்தப்பட்ட நோக்குநிலையை பூஜ்ஜியமாகக் குறைக்கிறது. வரிசைப்படுத்தப்பட்ட உலோகக் கலவைகளில், கியூரி புள்ளியில் (கலவைகளின் விஷயத்தில், இது புள்ளி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

காந்த ஹிஸ்டெரிசிஸ்காந்தமாக வரிசைப்படுத்தப்பட்ட பொருட்களில் (ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை வரம்பில்), எடுத்துக்காட்டாக, ஃபெரோ காந்தங்களில், பொதுவாக தன்னிச்சையான (தன்னிச்சையான) காந்தமயமாக்கலின் ஒரு பகுதியின் களங்களாகப் பிரிக்கப்படுகிறது, இதில் காந்தமயமாக்கலின் அளவு (ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு காந்த தருணம்) ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். ஆனால் திசைகள் வேறு.

வெளிப்புற காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், புலத்தால் காந்தமாக்கப்பட்ட டொமைன்களின் எண்ணிக்கை மற்றும் அளவு மற்ற டொமைன்களின் இழப்பில் அதிகரிக்கும். தனிப்பட்ட களங்களின் காந்தமாக்கல் திசையன்கள் புலத்தில் சுழலலாம். போதுமான வலுவான காந்தப்புலத்தில், ஃபெரோ காந்தம் செறிவூட்டலுக்கு காந்தமாக்கப்படுகிறது, மேலும் இது H புறப் புலத்துடன் இயக்கப்பட்ட செறிவு காந்தமாக்கல் JS உடன் ஒரு டொமைனைக் கொண்டுள்ளது.

ஹிஸ்டெரிசிஸ் விஷயத்தில் காந்தப்புலத்தின் மீது காந்தமயமாக்கலின் வழக்கமான சார்பு

34. பூமியின் காந்தப்புலம்

உங்களுக்குத் தெரிந்தபடி, ஒரு காந்தப்புலம் என்பது ஒரு சிறப்பு வகை விசைப் புலமாகும், இது காந்த பண்புகளுடன் உடல்களை பாதிக்கிறது, அத்துடன் மின்சார கட்டணங்களை நகர்த்துகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட அளவிற்கு, ஒரு காந்தப்புலம் என்பது ஒரு சிறப்பு வகை பொருளாகக் கருதப்படலாம், இது மின்சார கட்டணங்கள் மற்றும் உடல்களுக்கு இடையில் ஒரு காந்த தருணத்துடன் தகவல்களை அனுப்புகிறது. அதன்படி, பூமியின் காந்தப்புலம் என்பது நமது கிரகத்தின் செயல்பாட்டு பண்புகள் தொடர்பான காரணிகளால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு காந்தப்புலம் ஆகும். அதாவது, புவி காந்தப்புலம் பூமியால் உருவாக்கப்பட்டது, வெளிப்புற மூலங்களால் அல்ல, பிந்தையது கிரகத்தின் காந்தப்புலத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட விளைவைக் கொண்டிருந்தாலும்.

எனவே, பூமியின் காந்தப்புலத்தின் பண்புகள் தவிர்க்க முடியாமல் அதன் தோற்றத்தின் பண்புகளைப் பொறுத்தது. இந்த விசை புலத்தின் தோற்றத்தை விளக்கும் முக்கிய கோட்பாடு, கிரகத்தின் திரவ உலோக மையத்தில் உள்ள நீரோட்டங்களின் ஓட்டத்துடன் தொடர்புடையது (கருவில் வெப்பநிலை மிகவும் அதிகமாக இருப்பதால் உலோகங்கள் திரவ நிலையில் உள்ளன). பூமியின் காந்தப்புலத்தின் ஆற்றல் ஹைட்ரோ மேக்னடிக் டைனமோ மெக்கானிசம் என்று அழைக்கப்படுவதால் உருவாக்கப்படுகிறது, இது மின்சார நீரோட்டங்களின் பன்முகத்தன்மை மற்றும் சமச்சீரற்ற தன்மையால் ஏற்படுகிறது. அவை அதிகரித்த மின் வெளியேற்றங்களை உருவாக்குகின்றன, இது வெப்ப ஆற்றலின் வெளியீடு மற்றும் புதிய காந்தப்புலங்களின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது. சுவாரஸ்யமாக, ஹைட்ரோ மேக்னடிக் டைனமோ பொறிமுறையானது "சுய-உற்சாகத்தை" உருவாக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது பூமியின் மையத்தில் செயலில் உள்ள மின் செயல்பாடு வெளிப்புற செல்வாக்கின்றி தொடர்ந்து புவி காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது.

35.காந்தமாக்கல் - ஒரு மேக்ரோஸ்கோபிக் உடல் உடலின் காந்த நிலையை வகைப்படுத்தும் திசையன் இயற்பியல் அளவு. இது பொதுவாக எம் என குறிப்பிடப்படுகிறது. இது ஒரு பொருளின் அலகு அளவின் காந்த கணம் என வரையறுக்கப்படுகிறது:

இங்கே, M என்பது காந்தமாக்கல் திசையன்; - காந்த தருணத்தின் திசையன்; V - தொகுதி.

பொது வழக்கில் (ஒரு காரணத்திற்காக அல்லது இன்னொரு காரணத்திற்காக, ஒரு சீருடை இல்லாதது, நடுத்தரமானது) காந்தமயமாக்கல் இவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது

மற்றும் ஆயங்களின் செயல்பாடு ஆகும். தொகுதி dV இல் உள்ள மூலக்கூறுகளின் மொத்த காந்தத் தருணம் எங்கே உள்ளது, M க்கும் காந்தப்புல வலிமை Hக்கும் இடையேயான தொடர்பு பொதுவாக நேர்கோட்டில் இருக்கும் (குறைந்த பட்சம் காந்தப் புலம் பெரிதாக இல்லாதபோது):

அங்கு χm காந்த உணர்திறன் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஃபெரோ காந்தப் பொருட்களில் காந்த ஹிஸ்டெரிசிஸ் காரணமாக M மற்றும் H க்கு இடையே தெளிவான உறவு இல்லை, மேலும் சார்புநிலையை விவரிக்க காந்த உணர்திறன் டென்சர் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

காந்தப்புல வலிமை(நிலையான பதவி H) என்பது காந்த தூண்டல் திசையன் B மற்றும் காந்தமயமாக்கல் திசையன் M ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாட்டிற்கு சமமான ஒரு திசையன் உடல் அளவு ஆகும்.

அலகுகளின் சர்வதேச அமைப்பில் (SI): H = (1/µ 0)B - M இதில் µ 0 என்பது காந்த மாறிலி.

காந்த ஊடுருவல்- இயற்பியல் அளவு, குணகம் (நடுத்தரத்தின் பண்புகளைப் பொறுத்து) காந்த தூண்டல் B மற்றும் பொருளில் உள்ள காந்தப்புல வலிமை H ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை வகைப்படுத்துகிறது. இந்த குணகம் வெவ்வேறு ஊடகங்களுக்கு வேறுபட்டது, எனவே அவை ஒரு குறிப்பிட்ட ஊடகத்தின் காந்த ஊடுருவலைப் பற்றி பேசுகின்றன (அதன் கலவை, நிலை, வெப்பநிலை போன்றவை).

பொதுவாக µ என்ற கிரேக்க எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. இது ஒரு அளவிடல் (ஐசோட்ரோபிக் பொருட்களுக்கு) அல்லது ஒரு டென்சராக (அனிசோட்ரோபிக் பொருட்களுக்கு) இருக்கலாம்.

பொதுவாக, காந்த ஊடுருவல் மூலம் காந்த தூண்டல் மற்றும் காந்தப்புல வலிமை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவு அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது

மற்றும் இங்கே பொது வழக்கில் இது ஒரு டென்சராக புரிந்து கொள்ளப்பட வேண்டும், இது கூறு குறியீட்டில் ஒத்துள்ளது

கட்டுப்பாட்டு கேள்விகள் .. 18

9. ஆய்வக வேலை எண் 2. குறைந்த உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தியில் தெர்மோனிக் உமிழ்வு பற்றிய ஆய்வு . 18

பணி ஆணை .. 19

தேவைகளைப் புகாரளிக்கவும் . 19

கட்டுப்பாட்டு கேள்விகள் .. 19

அறிமுகம்

எமிஷன் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஒரு அமுக்கப்பட்ட ஊடகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வு (உமிழ்வு) தொடர்பான நிகழ்வுகளை ஆய்வு செய்கிறது. ஒரு உடலின் எலக்ட்ரான்களின் ஒரு பகுதி வெளிப்புற செல்வாக்கின் விளைவாக, அதன் எல்லையில் உள்ள சாத்தியமான தடையை கடக்க போதுமான ஆற்றலைப் பெறும்போது அல்லது வெளிப்புற மின்சார புலம் எலக்ட்ரான்களின் ஒரு பகுதிக்கு "வெளிப்படையாக" செய்தால் எலக்ட்ரான் உமிழ்வு ஏற்படுகிறது. வெளிப்புற செல்வாக்கின் தன்மையைப் பொறுத்து, உள்ளன:

• தெர்மோனிக் உமிழ்வு (உடல்களின் வெப்பம்);
• இரண்டாம் நிலை எலக்ட்ரான் உமிழ்வு (எலக்ட்ரான்களுடன் மேற்பரப்பின் குண்டுவீச்சு);
• அயனி-எலக்ட்ரான் உமிழ்வு (அயனிகளுடன் மேற்பரப்பின் குண்டுவீச்சு);
• ஒளிமின்னழுத்த உமிழ்வு (மின்காந்த கதிர்வீச்சு);
• எக்ஸோ எலக்ட்ரானிக்உமிழ்வு (இயந்திர, வெப்ப மற்றும் பிற வகையான மேற்பரப்பு சிகிச்சை);
• புல உமிழ்வு (வெளிப்புற மின்சார புலம்) போன்றவை.

எலக்ட்ரான் ஒரு படிகத்திலிருந்து சுற்றியுள்ள இடத்திற்கு வெளியேறுவது அல்லது ஒரு படிகத்திலிருந்து இன்னொரு இடத்திற்கு மாறுவது ஆகியவற்றை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியமான அனைத்து நிகழ்வுகளிலும், "வேலை செயல்பாடு" எனப்படும் பண்பு தீர்க்கமான முக்கியத்துவத்தைப் பெறுகிறது. ஒரு திடப்பொருளில் இருந்து எலக்ட்ரானை அகற்றி, அதன் சாத்தியமான ஆற்றல் பூஜ்ஜியமாகக் கருதப்படும் இடத்தில் வைப்பதற்குத் தேவையான குறைந்தபட்ச ஆற்றலாக வேலைச் செயல்பாடு வரையறுக்கப்படுகிறது. பல்வேறு உமிழ்வு நிகழ்வுகளை விவரிப்பதோடு மட்டுமல்லாமல், இரண்டு உலோகங்கள், ஒரு குறைக்கடத்தியுடன் கூடிய உலோகம், இரண்டு குறைக்கடத்திகள் மற்றும் கால்வனிக் நிகழ்வுகளின் தொடர்புகளில் தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு ஏற்படுவதை விளக்குவதில் வேலை செயல்பாட்டின் கருத்து முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது.

வழிகாட்டுதல்கள் இரண்டு பகுதிகளைக் கொண்டிருக்கும். முதல் பகுதியில் திடப்பொருட்களில் உமிழ்வு நிகழ்வுகள் பற்றிய அடிப்படை தத்துவார்த்த தகவல்கள் உள்ளன. தெர்மோனிக் உமிழ்வு நிகழ்வுக்கு முக்கிய கவனம் செலுத்தப்படுகிறது. இரண்டாவது பகுதி, தெர்மோனிக் உமிழ்வு, தொடர்பு திறன் வேறுபாடு பற்றிய ஆய்வு மற்றும் மாதிரியின் மேற்பரப்பில் வேலை செயல்பாட்டின் விநியோகம் பற்றிய சோதனை ஆய்வுக்கு அர்ப்பணிக்கப்பட்ட ஆய்வக வேலைகளின் விளக்கத்தை வழங்குகிறது.

பகுதி 1. அடிப்படை தத்துவார்த்த தகவல்

1. எலக்ட்ரான் வேலை செயல்பாடு. மேற்பரப்பு மாநிலத்தின் வேலை செயல்பாட்டில் செல்வாக்கு

ஒரு திடப்பொருளுக்குள் எலக்ட்ரான்கள் தக்கவைக்கப்படுவது, உடலின் மேற்பரப்பு அடுக்கில் ஒரு பின்னடைவு புலம் எழுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது, எலக்ட்ரான்கள் அதைச் சுற்றியுள்ள வெற்றிடத்தில் விடுவதைத் தடுக்கிறது. ஒரு திடப்பொருளின் எல்லையில் ஒரு சாத்தியமான தடையின் திட்டவட்டமான பிரதிநிதித்துவம் படம். 1. படிகத்தை விட்டு வெளியேற, எலக்ட்ரான் வேலை செயல்பாட்டிற்கு சமமான வேலையைச் செய்ய வேண்டும். வேறுபடுத்தி வெப்ப இயக்கவியல்மற்றும் வெளிப்புறவேலை செயல்பாடு.

வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாடு என்பது வெற்றிடத்தின் பூஜ்ஜிய-நிலை ஆற்றலுக்கும் திடப்பொருளின் ஃபெர்மி ஆற்றலுக்கும் உள்ள வித்தியாசம் ஆகும்.

வெளிப்புற வேலை செயல்பாடு (அல்லது எலக்ட்ரான் தொடர்பு) என்பது பூஜ்ஜிய வெற்றிட மட்டத்தின் ஆற்றலுக்கும் கடத்தல் பட்டையின் அடிப்பகுதியின் ஆற்றலுக்கும் உள்ள வித்தியாசம் (படம் 1).

அரிசி. 1. படிக சாத்தியத்தின் வடிவம்யு படிகத்தின் அயனிகளின் இருப்பிடத்தின் கோடு மற்றும் படிகத்தின் மேற்பரப்புக்கு அருகில்: அயனிகளின் நிலைகள் கிடைமட்ட கோட்டில் புள்ளிகளால் குறிக்கப்படுகின்றன; φ=-யு / இ - வேலை செயல்பாடு திறன்; ஈஎஃப் - ஃபெர்மி ஆற்றல் (எதிர்மறை); ஈ சி- கடத்தும் பட்டையின் அடிப்பகுதியின் ஆற்றல்;டபிள்யூ ஓ - தெர்மோடைனமிக் வேலை செயல்பாடு;டபிள்யூ ஏ - வெளிப்புற வேலை செயல்பாடு; ஷேடட் பகுதி வழக்கமாக நிரப்பப்பட்ட மின்னணு நிலைகளைக் குறிக்கிறது

ஒரு திட மற்றும் வெற்றிடத்தின் எல்லையில் ஒரு சாத்தியமான தடையின் தோற்றத்திற்கு இரண்டு முக்கிய காரணங்கள் உள்ளன. அவற்றில் ஒன்று படிகத்திலிருந்து வெளிப்படும் எலக்ட்ரான் அதன் மேற்பரப்பில் நேர்மறை மின் கட்டணத்தைத் தூண்டுகிறது. எலக்ட்ரானுக்கும் படிகத்தின் மேற்பரப்பிற்கும் இடையே ஒரு கவர்ச்சிகரமான விசை எழுகிறது (மின்சார பட விசை, பிரிவு 5, படம் 12 ஐப் பார்க்கவும்), எலக்ட்ரானை மீண்டும் படிகத்திற்குத் திருப்ப முனைகிறது. மற்றொரு காரணம் என்னவென்றால், வெப்ப இயக்கத்தின் காரணமாக எலக்ட்ரான்கள் உலோகத்தின் மேற்பரப்பைக் கடந்து அதிலிருந்து குறுகிய தூரத்திற்கு (அணுவின் வரிசையில்) நகர்த்த முடியும். அவை மேற்பரப்புக்கு மேலே எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அடுக்கை உருவாக்குகின்றன. இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான்கள் வெளியேறிய பிறகு, படிகத்தின் மேற்பரப்பில் நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகளின் அடுக்கு உருவாகிறது. இதன் விளைவாக, மின் இரட்டை அடுக்கு உருவாகிறது. இது வெளிப்புற இடத்தில் ஒரு புலத்தை உருவாக்காது, ஆனால் இரட்டை அடுக்குக்குள் உள்ள மின்சார புலத்தை கடக்க வேலை தேவைப்படுகிறது.

பெரும்பாலான உலோகங்கள் மற்றும் குறைக்கடத்திகளுக்கான வேலை செயல்பாடு மதிப்பு பல எலக்ட்ரான் வோல்ட் ஆகும். எடுத்துக்காட்டாக, லித்தியத்தின் வேலை செயல்பாடு 2.38 eV, இரும்பு - 4.31 eV, ஜெர்மானியம் - 4.76 eV, சிலிக்கான் - 4.8 eV. ஒரு பெரிய அளவிற்கு, வேலை செயல்பாடு மதிப்பு எலக்ட்ரான் உமிழ்வு ஏற்படும் ஒற்றை படிக முகத்தின் படிக நோக்குநிலை மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. டங்ஸ்டனின் (110) விமானத்திற்கு, வேலை செயல்பாடு 5.3 eV; (111) மற்றும் (100) விமானங்களுக்கு இந்த மதிப்புகள் முறையே 4.4 eV மற்றும் 4.6 eV ஆகும்.

படிகத்தின் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட மெல்லிய அடுக்குகள் வேலை செயல்பாட்டில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. ஒரு படிகத்தின் மேற்பரப்பில் படிந்துள்ள அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் பெரும்பாலும் அதற்கு எலக்ட்ரானை தானம் செய்கின்றன அல்லது அதிலிருந்து ஒரு எலக்ட்ரானை ஏற்றுக்கொண்டு அயனிகளாக மாறும். படத்தில். படம் 2 ஒரு உலோகத்தின் ஆற்றல் வரைபடம் மற்றும் உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரானின் வெப்ப இயக்கவியல் வேலைச் செயல்பாட்டிற்கான தனிமைப்படுத்தப்பட்ட அணுவைக் காட்டுகிறது டபிள்யூ 0அயனியாக்கம் ஆற்றலை விட அதிகம் ஈ அயன்ஒரு அணு அதன் மேற்பரப்பில் படிந்திருக்கும் இந்த சூழ்நிலையில், அணுவின் எலக்ட்ரான் ஆற்றலுடன் சாதகமானது சுரங்கப்பாதைஉலோகத்திற்குள் மற்றும் அதில் ஃபெர்மி நிலைக்கு இறங்குங்கள். அத்தகைய அணுக்களால் மூடப்பட்ட உலோக மேற்பரப்பு எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டு, நேர்மறை அயனிகளுடன் இரட்டை மின்சார அடுக்கை உருவாக்குகிறது, இதன் புலம் உலோகத்தின் வேலை செயல்பாட்டைக் குறைக்கும். படத்தில். 3, ஒரு டங்ஸ்டன் படிகமானது சீசியத்தின் ஒற்றை அடுக்குடன் பூசப்பட்டதைக் காட்டுகிறது. இங்கே ஆற்றல் இருந்து, மேலே விவாதிக்கப்பட்ட நிலைமை உணரப்படுகிறது ஈ அயன்சீசியம் (3.9 eV) டங்ஸ்டனின் (4.5 eV) வேலை செயல்பாட்டை விட குறைவாக உள்ளது. சோதனைகளில், வேலை செயல்பாடு மூன்று மடங்குக்கு மேல் குறைகிறது. டங்ஸ்டன் ஆக்ஸிஜன் அணுக்களால் மூடப்பட்டிருந்தால் எதிர் நிலைமை கவனிக்கப்படுகிறது (படம் 3 பி). ஆக்ஸிஜனில் உள்ள வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான்களின் பிணைப்பு டங்ஸ்டனை விட வலுவாக இருப்பதால், டங்ஸ்டனின் மேற்பரப்பில் ஆக்ஸிஜன் உறிஞ்சப்படும் போது, ​​ஒரு மின்சார இரட்டை அடுக்கு உருவாகிறது, இது உலோகத்தின் வேலை செயல்பாட்டை அதிகரிக்கிறது. மிகவும் பொதுவான நிகழ்வு என்னவென்றால், மேற்பரப்பில் படிந்துள்ள அணு அதன் எலக்ட்ரானை உலோகத்திற்கு முழுமையாக விட்டுவிடாமல் அல்லது கூடுதல் எலக்ட்ரானை எடுத்துக் கொள்ளாமல், அதன் எலக்ட்ரான் ஷெல்லை சிதைக்கிறது, இதனால் மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்ட அணுக்கள் துருவப்படுத்தப்பட்டு மின்சார இருமுனைகளாக மாறும். . 3c). இருமுனைகளின் நோக்குநிலையைப் பொறுத்து, உலோகத்தின் வேலை செயல்பாடு குறைகிறது (இருமுனைகளின் நோக்குநிலை படம் 3c உடன் ஒத்துள்ளது) அல்லது அதிகரிக்கிறது.

2. தெர்மோனிக் உமிழ்வு நிகழ்வு

தெர்மோனிக் உமிழ்வு என்பது ஒரு திடப்பொருளின் மேற்பரப்பில் இருந்து எலக்ட்ரான் உமிழ்வு வகைகளில் ஒன்றாகும். தெர்மோனிக் உமிழ்வு விஷயத்தில், வெளிப்புற செல்வாக்கு திடப்பொருளின் வெப்பத்துடன் தொடர்புடையது.

வெப்பமான உடல்கள் (உமிழ்ப்பான்கள்) மூலம் எலக்ட்ரான்களை வெற்றிடமாகவோ அல்லது பிற ஊடகமாகவோ வெளியேற்றுவதே தெர்மோனிக் உமிழ்வின் நிகழ்வு ஆகும்.

தெர்மோடைனமிக் சமநிலை நிலைமைகளின் கீழ், எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை n(E), இருந்து வரம்பில் ஆற்றல் கொண்டது ஈமுன் ஈ+டி ஈ, ஃபெர்மி-டிராக் புள்ளிவிவரங்களால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

,(1)

எங்கே g(E)- ஆற்றலுடன் தொடர்புடைய குவாண்டம் நிலைகளின் எண்ணிக்கை ஈ; ஈ எஃப் - ஃபெர்மி ஆற்றல்; கே- போல்ட்ஸ்மேன் நிலையான; டி- முழுமையான வெப்பநிலை.

படத்தில். படம் 4 உலோகத்தின் ஆற்றல் வரைபடம் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆற்றல் விநியோக வளைவுகளைக் காட்டுகிறது டி=0 K, குறைந்த வெப்பநிலையில் டி 1மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் டி 2. 0 K இல், அனைத்து எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் ஃபெர்மி ஆற்றலை விட குறைவாக உள்ளது. எலக்ட்ரான்கள் எதுவும் படிகத்தை விட்டு வெளியேற முடியாது மற்றும் தெர்மோனிக் உமிழ்வு காணப்படவில்லை. அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன், உலோகத்தை விட்டு வெளியேறும் திறன் கொண்ட வெப்ப உற்சாகமான எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது, இது தெர்மோனிக் உமிழ்வு நிகழ்வை ஏற்படுத்துகிறது. படத்தில். 4 இது எப்போது என்ற உண்மையால் விளக்கப்படுகிறது T=T 2விநியோக வளைவின் "வால்" சாத்தியமான கிணற்றின் பூஜ்ஜிய நிலைக்கு அப்பால் செல்கிறது. இது சாத்தியமான தடையின் உயரத்தை தாண்டிய ஆற்றல் கொண்ட எலக்ட்ரான்களின் தோற்றத்தை குறிக்கிறது.

உலோகங்களுக்கு, வேலை செயல்பாடு பல எலக்ட்ரான் வோல்ட் ஆகும். ஆற்றல் கே டிஆயிரக்கணக்கான கெல்வின் வெப்பநிலையில் கூட எலக்ட்ரான் வோல்ட்டின் ஒரு பகுதியே. தூய உலோகங்களுக்கு, குறிப்பிடத்தக்க எலக்ட்ரான் உமிழ்வை சுமார் 2000 K வெப்பநிலையில் பெறலாம். உதாரணமாக, தூய டங்ஸ்டனில், 2500 K வெப்பநிலையில் குறிப்பிடத்தக்க உமிழ்வை பெறலாம்.

தெர்மோனிக் உமிழ்வை ஆய்வு செய்ய, வெப்பமான உடலின் (கேத்தோட்) மேற்பரப்பில் ஒரு மின்சார புலத்தை உருவாக்குவது அவசியம், உமிழ்ப்பான் மேற்பரப்பில் இருந்து அவற்றை (உறிஞ்சுதல்) அகற்ற எலக்ட்ரான்களை துரிதப்படுத்துகிறது. மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்கள் நகரத் தொடங்குகின்றன மற்றும் ஒரு மின்சாரம் உருவாகிறது, இது அழைக்கப்படுகிறது தெர்மோனிக். தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தைக் கவனிக்க, ஒரு வெற்றிட டையோடு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது - இரண்டு மின்முனைகளைக் கொண்ட எலக்ட்ரான் குழாய். விளக்கின் கத்தோட் என்பது மின்னோட்டத்தால் சூடேற்றப்பட்ட ஒரு பயனற்ற உலோகத்தால் (டங்ஸ்டன், மாலிப்டினம், முதலியன) செய்யப்பட்ட ஒரு இழை ஆகும். அனோட் பொதுவாக ஒரு சூடான கேத்தோடைச் சுற்றியுள்ள உலோக உருளையின் வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது. தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தைக் கவனிக்க, டையோடு படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. 5. வெளிப்படையாக, தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தின் வலிமை அதிகரிக்கும் சாத்தியமான வேறுபாட்டுடன் அதிகரிக்க வேண்டும் விஅனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே. இருப்பினும், இந்த அதிகரிப்பு விகிதாசாரமாக இல்லை வி(படம் 6). ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னழுத்தத்தை அடைந்தவுடன், தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தின் அதிகரிப்பு நடைமுறையில் நிறுத்தப்படும். கொடுக்கப்பட்ட கேத்தோடு வெப்பநிலையில் தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தின் வரம்பு மதிப்பு செறிவூட்டல் மின்னோட்டம் எனப்படும். செறிவூட்டல் மின்னோட்டத்தின் அளவு ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு கேத்தோடு மேற்பரப்பில் இருந்து வெளியேறக்கூடிய தெர்மோனிக் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், கேத்தோடிலிருந்து தெர்மோனிக் உமிழ்வு மூலம் வழங்கப்படும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் மின்சாரத்தை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

3. வெப்பநிலையில் தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தின் சார்பு. சூத்திரம் ரிச்சர்ட்சன்-தேஷ்மான்

தெர்மோனிக் மின்னோட்ட அடர்த்தியைக் கணக்கிடும் போது எலக்ட்ரான் வாயு மாதிரியைப் பயன்படுத்துவோம் மற்றும் பயன்படுத்துவோம்அதற்கான ஃபெர்மி-டிராக் புள்ளிவிவரங்கள். தெர்மோனிக் மின்னோட்ட அடர்த்தியானது படிக மேற்பரப்பிற்கு அருகிலுள்ள எலக்ட்ரான் மேகத்தின் அடர்த்தியால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது, இது சூத்திரம் (1) மூலம் விவரிக்கப்படுகிறது. இந்த சூத்திரத்தில், எலக்ட்ரான்களின் ஆற்றல் விநியோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான் உந்த விநியோகத்திற்கு செல்லலாம். இந்த வழக்கில், எலக்ட்ரான் அலை வெக்டரின் அனுமதிக்கப்பட்ட மதிப்புகள் என்பதை நாங்கள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறோம் கே வி கே ஒவ்வொரு மதிப்புக்கும் இடைவெளி சமமாக விநியோகிக்கப்படுகிறது கே தொகுதி 8 என கணக்கிடப்பட்டது ப 3 (ஒன்றுக்கு சமமான ஒரு படிக தொகுதிக்கு). எலக்ட்ரான் உந்தம் என்று கருதி p =ћ கே உந்த இடத்தின் தொகுதி உறுப்புகளில் உள்ள குவாண்டம் நிலைகளின் எண்ணிக்கையைப் பெறுகிறோம் dp xடிபி ஒய்dp zசமமாக இருக்கும்

(2)

ஃபார்முலா (2) இன் எண்ணில் உள்ள இரண்டு எலக்ட்ரான் சுழலின் சாத்தியமான இரண்டு மதிப்புகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்கிறது.

அச்சை இயக்குவோம் zசெவ்வக ஒருங்கிணைப்பு அமைப்பு கேத்தோடு மேற்பரப்புக்கு இயல்பானது (படம் 7). படிகத்தின் மேற்பரப்பில் உள்ள அலகு பகுதியின் ஒரு பகுதியைத் தேர்ந்தெடுத்து அதன் மீது, ஒரு பக்க விளிம்புடன் ஒரு செவ்வக இணையான ஒரு அடித்தளத்தை உருவாக்குவோம். v z =p z /மீ என்(மீ என்- பயனுள்ள எலக்ட்ரான் நிறை). எலக்ட்ரான்கள் கூறுகளின் செறிவூட்டல் மின்னோட்ட அடர்த்திக்கு பங்களிக்கின்றன v zஅச்சு வேகம் z. ஒரு எலக்ட்ரானின் தற்போதைய அடர்த்திக்கான பங்களிப்பு சமம்

(3)

எங்கே இ- எலக்ட்ரான் சார்ஜ்.

இணைக் குழாய்களில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை, அவற்றின் வேகங்கள் கருதப்படும் இடைவெளியில் உள்ளன:

எலக்ட்ரான்களின் உமிழ்வின் போது படிக லட்டு அழிக்கப்படாமல் இருக்க, எலக்ட்ரான்களின் ஒரு சிறிய பகுதி படிகத்தை விட்டு வெளியேற வேண்டும். இதற்கு, சூத்திரம் (4) காட்டுவது போல், நிபந்தனை பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும் அவள்எஃப்>> கேடி. அத்தகைய எலக்ட்ரான்களுக்கு, சூத்திரத்தின் (4) வகுப்பில் உள்ள ஒற்றுமை புறக்கணிக்கப்படலாம். பின்னர் இந்த சூத்திரம் வடிவத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது

(5)

இப்போது எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கண்டுபிடிப்போம் dNபரிசீலனையில் உள்ள நோக்கத்தில், z- இடையே உள்ள உந்துவிசை கூறு ஆர் zமற்றும் ஆர் z +dp z. இதைச் செய்ய, முந்தைய வெளிப்பாடு ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும் ஆர் எக்ஸ் மற்றும் ஆர் ஒய்-∞ முதல் +∞ வரை. ஒருங்கிணைக்கும் போது, ​​அதை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும்

,

மற்றும் அட்டவணை ஒருங்கிணைப்பைப் பயன்படுத்தவும்

,.

இதன் விளைவாக நாம் பெறுகிறோம்

.(6)

இப்போது, ​​கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது (3), இணையான அனைத்து எலக்ட்ரான்களாலும் உருவாக்கப்பட்ட தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தின் அடர்த்தியைக் கண்டுபிடிப்போம். இதைச் செய்ய, ஃபெர்மி மட்டத்தில் இயக்க ஆற்றல் உள்ள அனைத்து எலக்ட்ரான்களுக்கும் வெளிப்பாடு (6) ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும். இ ≥E F +டபிள்யூ 0அத்தகைய எலக்ட்ரான்கள் மட்டுமே படிகத்தை விட்டு வெளியேற முடியும் மற்றும் அவை மட்டுமே தெர்மோகரண்டைக் கணக்கிடுவதில் பங்கு வகிக்கின்றன. அச்சில் உள்ள அத்தகைய எலக்ட்ரான்களின் வேகத்தின் கூறு Zநிபந்தனையை பூர்த்தி செய்ய வேண்டும்

எனவே, செறிவூட்டல் மின்னோட்ட அடர்த்தி

அனைத்து மதிப்புகளுக்கும் ஒருங்கிணைப்பு செய்யப்படுகிறது. ஒரு புதிய ஒருங்கிணைப்பு மாறியை அறிமுகப்படுத்துவோம்

பிறகு p z dp z =மீ என் டுமற்றும்

.(8)

இதன் விளைவாக நாம் பெறுகிறோம்

,(9)

,(10)

மாறிலி எங்கே

.

சமத்துவம் (10) சூத்திரம் என்று அழைக்கப்படுகிறது ரிச்சர்ட்சன்-தேஷ்மான். தெர்மோனிக் செறிவூட்டல் மின்னோட்டத்தின் அடர்த்தியை அளவிடுவதன் மூலம், இந்த சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மாறிலி A மற்றும் வேலைச் செயல்பாடு W 0 ஆகியவற்றைக் கணக்கிடலாம். சோதனைக் கணக்கீடுகளுக்கு, சூத்திரம் ரிச்சர்ட்சன்-தேஷ்மான்அதை வடிவத்தில் குறிப்பிடுவது வசதியானது

இந்த வழக்கில், வரைபடம் சார்புநிலையைக் காட்டுகிறது ln(js/டி 2) 1 முதல் /டிஒரு நேர் கோட்டால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது. ஆர்டினேட் அச்சுடன் நேர் கோட்டின் குறுக்குவெட்டில் இருந்து, ln கணக்கிடப்படுகிறது ஏ , மற்றும் நேர் கோட்டின் சாய்வின் கோணத்தால் வேலை செயல்பாடு தீர்மானிக்கப்படுகிறது (படம் 8).

4. சாத்தியமான வேறுபாடு தொடர்பு

இரண்டு மின்னணு கடத்திகள், எடுத்துக்காட்டாக இரண்டு உலோகங்கள், வெவ்வேறு வேலை செயல்பாடுகளை அணுகி தொடர்பு கொள்ளும்போது ஏற்படும் செயல்முறைகளைக் கருத்தில் கொள்வோம். இந்த உலோகங்களின் ஆற்றல் வரைபடங்கள் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன. 9. விடுங்கள் ஈஎஃப் 1மற்றும் ஈஎஃப் 2முறையே முதல் மற்றும் இரண்டாவது உலோகத்திற்கான ஃபெர்மி ஆற்றல், மற்றும் டபிள்யூ 01மற்றும் டபிள்யூ 02- அவர்களின் வேலை செயல்பாடுகள். ஒரு தனிமைப்படுத்தப்பட்ட நிலையில், உலோகங்கள் ஒரே வெற்றிட அளவைக் கொண்டுள்ளன, எனவே, வெவ்வேறு ஃபெர்மி நிலைகள். என்று உறுதியாக வைத்துக் கொள்வோம் டபிள்யூ 01< டபிள்யூ 02, பின்னர் முதல் உலோகத்தின் ஃபெர்மி நிலை இரண்டாவது (படம் 9 அ) விட அதிகமாக இருக்கும். உலோகம் 1 இல் உள்ள ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட மின்னணு நிலைகளுக்கு எதிரே இந்த உலோகங்கள் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​​​உலோகம் 2 இன் இலவச ஆற்றல் நிலைகள் உள்ளன. எனவே, இந்த கடத்திகள் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டம் கடத்தி 1 இலிருந்து கடத்தி 2 க்கு எழுகிறது. இது முதல் கடத்தி, எலக்ட்ரான்களை இழந்து, நேர்மறையாக சார்ஜ் ஆகிறது, மற்றும் இரண்டாவது கடத்தி, பெறுகிறது கூடுதல் எதிர்மறைகட்டணம் எதிர்மறையாக வசூலிக்கப்படுகிறது. சார்ஜிங் காரணமாக, உலோகம் 1 இன் அனைத்து ஆற்றல் நிலைகளும் கீழே மாறுகின்றன, மேலும் உலோகம் 2 மேலே மாறுகிறது. நிலை இடப்பெயர்ச்சி செயல்முறை மற்றும் மின்கடத்தி 1 இலிருந்து கடத்தி 2 க்கு எலக்ட்ரான் மாற்றத்தின் செயல்முறை இரண்டு கடத்திகளின் ஃபெர்மி நிலைகள் சீரமைக்கப்படும் வரை தொடரும் (படம் 9 ஆ). இந்த படத்தில் இருந்து பார்க்க முடிந்தால், சமநிலை நிலை கடத்திகளின் பூஜ்ஜிய நிலைகள் 0 1 மற்றும் 0 2 இடையே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாட்டிற்கு ஒத்திருக்கிறது:

.(11)

சாத்தியமான வேறுபாடு வி கே.ஆர்.பிஅழைக்கப்பட்டது தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு. இதன் விளைவாக, தொடர்பு திறன் வேறுபாடு, தொடர்பு கடத்திகளிலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் வேலை செயல்பாட்டில் உள்ள வேறுபாட்டால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. பெறப்பட்ட முடிவு, வெற்றிடத்தில் தெர்மோனிக் உமிழ்வு, வெளிப்புற சுற்று, முதலியன உட்பட இரண்டு பொருட்களுக்கு இடையில் எலக்ட்ரான்களை பரிமாறிக்கொள்ளும் எந்த முறைகளுக்கும் செல்லுபடியாகும். உலோகம் ஒரு குறைக்கடத்தியுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது இதே போன்ற முடிவுகள் பெறப்படுகின்றன. உலோகங்கள் மற்றும் குறைக்கடத்தி இடையே ஒரு தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு எழுகிறது, இது இரண்டு உலோகங்கள் (தோராயமாக 1 V) தொடர்பு விஷயத்தில் அதே அளவு வரிசையாகும். ஒரே வித்தியாசம் என்னவென்றால், கடத்திகளில் முழு தொடர்பு திறன் வேறுபாடு கிட்டத்தட்ட உலோகங்களுக்கு இடையிலான இடைவெளியில் விழுந்தால், ஒரு உலோகம் குறைக்கடத்தியுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​முழு தொடர்பு திறன் வேறுபாடு குறைக்கடத்தி மீது விழுகிறது, இதில் போதுமான பெரிய அடுக்கு உள்ளது. எலக்ட்ரான்கள் உருவாக்கப்பட்ட, செறிவூட்டப்பட்ட அல்லது குறைக்கப்பட்ட. இந்த அடுக்கு எலக்ட்ரான்கள் குறைந்துவிட்டால் (ஒரு n-வகை குறைக்கடத்தியின் வேலை செயல்பாடு உலோகத்தின் வேலை செயல்பாட்டை விட குறைவாக இருந்தால்), அத்தகைய அடுக்கு தடுப்பு மற்றும் அத்தகைய மாற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறதுநேராக்க பண்புகள் இருக்கும். செமிகண்டக்டருடன் ஒரு உலோகத்தை சரிசெய்யும் தொடர்புகளில் எழும் சாத்தியமான தடை என்று அழைக்கப்படுகிறது ஷாட்கி தடை, மற்றும் அதன் அடிப்படையில் இயங்கும் டையோட்கள் - ஷாட்கி டையோட்கள்.

வோல்ட்-ஆம்பியர்குறைந்த உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தியில் தெர்மோனிக் கேத்தோடின் பண்புகள். ஷாட்கி விளைவு

தெர்மோனிக் கேத்தோடிற்கும் டையோடின் நேர்மின்முனைக்கும் இடையே சாத்தியமான வேறுபாடு உருவாக்கப்பட்டால் (படம் 5) வி, நேர்மின்முனைக்கு எலக்ட்ரான்களின் இயக்கத்தைத் தடுக்கிறது, பின்னர் நேர்மின்முனை மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே உள்ள மின்னியல் புலத்தின் ஆற்றலுக்குக் குறையாத இயக்க ஆற்றலின் இருப்புடன் கேத்தோடிலிருந்து வெளியேறுபவர்கள் மட்டுமே அனோடை அடைய முடியும், அதாவது. -இ வி(வி< 0) இதைச் செய்ய, தெர்மோனிக் கேத்தோடில் அவற்றின் ஆற்றல் குறைவாக இருக்கக்கூடாது W 0 –еவி. பின்னர், சூத்திரத்தில் மாற்றவும் ரிச்சர்ட்சன்-தேஷ்மான் (10) டபிள்யூ 0அன்று W 0 –еவி, வெப்ப உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்திக்கு பின்வரும் வெளிப்பாட்டைப் பெறுகிறோம்:

,(12)

இங்கே ஜே எஸ்- செறிவூட்டல் மின்னோட்ட அடர்த்தி. இந்த வெளிப்பாட்டின் மடக்கையை எடுத்துக் கொள்வோம்

.(13)

நேர்மின்முனையில் நேர்மறை ஆற்றலில், தெர்மியோனிக் கேத்தோடிலிருந்து வெளியேறும் அனைத்து எலக்ட்ரான்களும் அனோடில் இறங்குகின்றன. எனவே, சுற்றுவட்டத்தில் உள்ள மின்னோட்டம் மாறக்கூடாது, செறிவூட்டல் மின்னோட்டத்திற்கு சமமாக இருக்கும். இதனால், வோல்ட் ஆம்பியர்வெப்ப கேத்தோடின் சிறப்பியல்பு (தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு) படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள வடிவத்தைக் கொண்டிருக்கும். 10 (வளைவு a).

இதேபோன்ற மின்னழுத்த-மின்னழுத்தப் பண்பு ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தி மற்றும் நேர்மின்முனையில் அதிக நேர்மறை ஆற்றல்களில் மட்டுமே காணப்படுகிறது, உமிழும் மேற்பரப்புக்கு அருகில் குறிப்பிடத்தக்க எலக்ட்ரான் ஸ்பேஸ் சார்ஜ் எழாதபோது. தெர்மியோனிக் கேத்தோடின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகள், ஸ்பேஸ் கட்டணத்தை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது, பிரிவில் விவாதிக்கப்பட்டது. 6.

குறைந்த உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தியில் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளின் மற்றொரு முக்கிய அம்சத்தை நாம் கவனிக்கலாம். முடிவில் தெர்மோகரண்ட் செறிவூட்டலை அடைகிறது வி=0, கேத்தோட் மற்றும் அனோட் பொருட்கள் ஒரே வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாட்டைக் கொண்டிருக்கும் போது மட்டுமே செல்லுபடியாகும். கேத்தோடு மற்றும் நேர்மின்முனையின் வேலை செயல்பாடுகள் சமமாக இல்லாவிட்டால், நேர்மின்வாயிலும் கேத்தோடிற்கும் இடையே தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு தோன்றும். இந்த வழக்கில், வெளிப்புற மின்சார புலம் இல்லாத நிலையில் கூட ( வி=0) தொடர்பு திறன் வேறுபாட்டின் காரணமாக அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே ஒரு மின்சார புலம் உள்ளது. உதாரணமாக, என்றால் W 0k< W 0a பின்னர் எதிர்மின்முனையானது எதிர்மின்வாயில் எதிர்மின்வாயில் சார்ஜ் செய்யப்படும். தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டை அழிக்க, நேர்மின்முனைக்கு நேர்மறை சார்பு பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். அதனால் தான் வோல்ட் ஆம்பியர்சூடான கேத்தோடின் சிறப்பியல்பு நேர்மறை ஆற்றலை நோக்கி தொடர்பு திறன் வேறுபாட்டின் அளவு மூலம் மாறுகிறது (படம் 10, வளைவு b). இடையே ஒரு தலைகீழ் உறவுடன் W 0kமற்றும் W 0aதற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளின் மாற்றத்தின் திசை எதிர் உள்ளது (படம் 10 இல் வளைவு c).

இல் செறிவூட்டல் மின்னோட்ட அடர்த்தியின் சுதந்திரம் பற்றிய முடிவு வி>0 மிகவும் இலட்சியமானது. தெர்மியோனிக் உமிழ்வின் உண்மையான மின்னோட்ட மின்னழுத்த பண்புகளில், தெர்மோனிக் உமிழ்வு மின்னோட்டத்தில் சிறிது அதிகரிப்பு அதிகரித்து காணப்படுகிறது. விசெறிவூட்டல் முறையில், இது தொடர்புடையது ஷாட்கி விளைவு(படம் 11).

Schottky விளைவு என்பது வெளிப்புற முடுக்கி மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் திடப்பொருட்களிலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் வேலை செயல்பாட்டில் குறைவு ஆகும்.

ஷாட்கி விளைவை விளக்க, ஒரு படிகத்தின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் எலக்ட்ரானில் செயல்படும் சக்திகளைக் கவனியுங்கள். மின்னியல் தூண்டல் விதிக்கு இணங்க, படிகத்தின் மேற்பரப்பில் எதிர் அடையாளத்தின் மேற்பரப்பு கட்டணங்கள் தூண்டப்படுகின்றன, இது படிகத்தின் மேற்பரப்புடன் எலக்ட்ரானின் தொடர்புகளை தீர்மானிக்கிறது. மின் படங்களின் முறைக்கு இணங்க, எலக்ட்ரானில் உண்மையான மேற்பரப்பு கட்டணங்களின் செயல் ஒரு கற்பனையான செயலால் மாற்றப்படுகிறது. நேர்மறை புள்ளிகட்டணம் +இ, எலக்ட்ரான் போன்ற படிக மேற்பரப்பில் இருந்து அதே தூரத்தில் அமைந்துள்ளது, ஆனால் மேற்பரப்பின் எதிர் பக்கத்தில் (படம் 12). பின்னர், கூலோம்பின் சட்டத்தின்படி, இரண்டு புள்ளிக் கட்டணங்களுக்கிடையேயான தொடர்பு சக்தி

,(14)

இங்கே ε ஓ- மின் மாறிலி: எக்ஸ்எலக்ட்ரானுக்கும் படிகத்தின் மேற்பரப்புக்கும் இடையிலான தூரம்.

பூஜ்ஜிய வெற்றிட மட்டத்திலிருந்து கணக்கிடப்பட்டால், எலக்ட்ரானின் மின் பிம்ப விசைப் புலத்தில் உள்ள ஒரு எலக்ட்ரானின் சாத்தியமான ஆற்றல் இதற்கு சமம்

.(15)

வெளிப்புற முடுக்கி மின்சார புலத்தில் எலக்ட்ரானின் சாத்தியமான ஆற்றல் ஈ

எலக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றல் ஆற்றல்

.(17)

படிகத்தின் மேற்பரப்புக்கு அருகில் அமைந்துள்ள எலக்ட்ரானின் மொத்த ஆற்றலின் வரைகலை நிர்ணயம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 13, இது படிகத்திலிருந்து எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாட்டில் குறைவதை தெளிவாகக் காட்டுகிறது. மொத்த எலக்ட்ரான் சாத்தியமான ஆற்றல் வளைவு (படம் 13 இல் உள்ள திட வளைவு) புள்ளியில் அதிகபட்சத்தை அடைகிறது x மீ:

.(18)

இந்த புள்ளி வெளிப்புற புல வலிமையில் மேற்பரப்பில் இருந்து 10 Å ஆகும் » 3× 10 6 V/cm.

புள்ளியில் எக்ஸ் மீ சாத்தியமான தடையின் குறைவுக்கு சமமான மொத்த ஆற்றல் ஆற்றல் (மற்றும், வேலை செயல்பாட்டில் குறைவு),

.(19)

ஷாட்கி விளைவின் விளைவாக, அனோடில் நேர்மறை மின்னழுத்தத்தில் உள்ள வெப்ப டையோடு மின்னோட்டம் அதிகரிக்கும் அனோட் மின்னழுத்தத்துடன் அதிகரிக்கிறது. எலக்ட்ரான்கள் வெற்றிடமாக வெளியேற்றப்படும்போது மட்டுமல்ல, உலோக-குறைக்கடத்தி அல்லது உலோக-இன்சுலேட்டர் தொடர்புகள் வழியாக நகரும்போதும் இந்த விளைவு வெளிப்படுகிறது.

6. ஸ்பேஸ் சார்ஜ் மூலம் வரையறுக்கப்பட்ட வெற்றிடத்தில் மின்னோட்டங்கள். "மூன்று வினாடிகள்" சட்டம்

உயர் தெர்மியோனிக் உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தியில், மின்னோட்டம்-மின்னழுத்தப் பண்பு கத்தோட் மற்றும் அனோட் இடையே எழும் வால்யூமெட்ரிக் எதிர்மறை மின்னூட்டத்தால் கணிசமாக பாதிக்கப்படுகிறது. இந்த எதிர்மறை மொத்த மின்னேற்றமானது எதிர்மின்முனையை அடைவதில் இருந்து எதிர்மின்வாயில் இருந்து வெளியேறும் எலக்ட்ரான்களைத் தடுக்கிறது. இதனால், நேர்மின்வாயில் மின்னோட்டம் கேத்தோடிலிருந்து எலக்ட்ரான் உமிழ்வு மின்னோட்டத்தை விட குறைவாக இருக்கும். நேர்மின்முனைக்கு நேர்மறை ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும்போது, ​​ஸ்பேஸ் சார்ஜ் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட கேத்தோடில் உள்ள கூடுதல் சாத்தியக்கூறு தடை குறைகிறது மற்றும் அனோட் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கிறது. இது ஒரு வெப்ப டையோடின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளில் விண்வெளி கட்டணத்தின் செல்வாக்கின் ஒரு தரமான படம். இந்த பிரச்சினை 1913 இல் லாங்முயரால் கோட்பாட்டளவில் ஆராயப்பட்டது.

பல எளிமையான அனுமானங்களின் கீழ், அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே பயன்படுத்தப்படும் வெளிப்புற சாத்தியமான வேறுபாட்டின் மீது வெப்ப டையோடு மின்னோட்டத்தின் சார்புநிலையைக் கணக்கிட்டு, அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே உள்ள புலத்தின் பரவல், ஆற்றல் மற்றும் எலக்ட்ரான் செறிவு ஆகியவற்றைக் கணக்கிடுவோம். விண்வெளி கட்டணம்.

அரிசி. 14. "மூன்று வினாடிகள்" சட்டத்தின் முடிவுக்கு

டையோடு மின்முனைகள் தட்டையானவை என்று வைத்துக் கொள்வோம். அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே ஒரு சிறிய தூரத்துடன் ஈஅவை எண்ணற்ற பெரியதாக கருதப்படலாம். கேத்தோடின் மேற்பரப்பில் ஆயத்தொலைவுகளின் தோற்றம் மற்றும் அச்சில் வைக்கிறோம் எக்ஸ்அனோடை நோக்கி இந்த மேற்பரப்பில் செங்குத்தாக அதை இயக்குவோம் (படம் 14). கேத்தோடு வெப்பநிலையை நிலையான மற்றும் சமமாக பராமரிப்போம் டி. மின்னியல் புலம் திறன் ஜே , அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே உள்ள இடைவெளியில் இருக்கும், ஒரே ஒரு ஒருங்கிணைப்பின் செயல்பாடாக இருக்கும் எக்ஸ். அவர் திருப்தி அடைய வேண்டும் பாய்சனின் சமன்பாடு

,(20)

இங்கே ஆர் - வால்யூமெட்ரிக் சார்ஜ் அடர்த்தி; n- எலக்ட்ரான் செறிவு; ஜே , ஆர் மற்றும் nஒருங்கிணைப்பின் செயல்பாடுகளாகும் எக்ஸ்.

கேத்தோடிற்கும் அனோடிற்கும் இடையே உள்ள தற்போதைய அடர்த்தியைக் கருத்தில் கொண்டு

மற்றும் எலக்ட்ரான் வேகம் vசமன்பாட்டிலிருந்து தீர்மானிக்க முடியும்

எங்கே மீ- எலக்ட்ரான் நிறை, சமன்பாடு (20) வடிவத்திற்கு மாற்றப்படலாம்

, .(21)

இந்த சமன்பாடு எல்லை நிபந்தனைகளுடன் கூடுதலாக இருக்க வேண்டும்

இந்த எல்லை நிலைமைகள் கேத்தோடு மேற்பரப்பில் உள்ள ஆற்றல் மற்றும் மின்சார புல வலிமை மறைந்து போக வேண்டும் என்பதிலிருந்து பின்பற்றப்படுகிறது. சமன்பாட்டின் இரு பக்கங்களையும் (21) ஆல் பெருக்குதல் ஈஜே /dx, நாங்கள் பெறுகிறோம்

.(23)

என்று கருதி

(24அ)

மற்றும் ,(24b)

நாம் (23) வடிவத்தில் எழுதுகிறோம்

.(25)

இப்போது நாம் சமன்பாட்டின் (25) இரு பக்கங்களையும் ஒருங்கிணைக்கலாம் எக்ஸ் 0 முதல் அந்த மதிப்பு வரை எக்ஸ், இதில் சாத்தியம் சமமாக இருக்கும் ஜே . பின்னர், எல்லை நிபந்தனைகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது (22), நாங்கள் பெறுகிறோம்

இரண்டு பகுதிகளையும் ஒருங்கிணைத்தல் (27) வரை எக்ஸ்=0, ஜே =0 முதல் எக்ஸ்=1, ஜே= வி ஏ, நாங்கள் பெறுகிறோம்

.(28)

சமத்துவத்தின் இரு பக்கங்களையும் சதுரப்படுத்தி (28) தற்போதைய அடர்த்தியை வெளிப்படுத்துவதன் மூலம் ஜேஇருந்து ஏ(21) படி, நாம் பெறுகிறோம்

.(30)

ஃபார்முலா (29) லாங்முயரின் "மூன்று-இரண்டாவது விதி" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

இந்த சட்டம் தன்னிச்சையான வடிவத்தின் மின்முனைகளுக்கு செல்லுபடியாகும். எண் குணகத்திற்கான வெளிப்பாடு மின்முனைகளின் வடிவத்தைப் பொறுத்தது. மேலே பெறப்பட்ட சூத்திரங்கள் கேத்தோடு மற்றும் நேர்மின்முனைக்கு இடையே உள்ள இடைவெளியில் சாத்தியம், மின்சார புல வலிமை மற்றும் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி ஆகியவற்றின் பரவலைக் கணக்கிடுவதை சாத்தியமாக்குகிறது. வெளிப்பாட்டின் ஒருங்கிணைப்பு (26) வரை எக்ஸ்சாத்தியம் சமமாக இருக்கும்போது மதிப்புக்கு =0 ஜே , உறவிற்கு வழிவகுக்கிறது

அந்த. கேத்தோடிலிருந்து தூரத்திற்கு விகிதாசாரத்தில் சாத்தியம் மாறுபடும் எக்ஸ் 4/3 சக்திக்கு. வழித்தோன்றல் ஈஜே/ dxமின்முனைகளுக்கு இடையே உள்ள மின்சார புல வலிமையை வகைப்படுத்துகிறது. (26) படி, மின்சார புல வலிமையின் அளவு ஈ ~எக்ஸ் 19 . இறுதியாக, எலக்ட்ரான் செறிவு

(32)

மற்றும், படி (31) n(எக்ஸ்)~ (1/எக்ஸ்) 2/9 .

சார்புநிலைகள் ஜே (எக்ஸ் ), ஈ(எக்ஸ்) மற்றும் n(எக்ஸ்) படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன. 15. என்றால் எக்ஸ்→0, பின்னர் செறிவு முடிவிலிக்கு செல்கிறது. இது கேத்தோடில் எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப வேகத்தை புறக்கணிப்பதன் விளைவாகும். ஒரு உண்மையான சூழ்நிலையில், தெர்மோனிக் உமிழ்வின் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் கேத்தோடிலிருந்து பூஜ்ஜிய வேகத்துடன் அல்ல, ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட வரையறுக்கப்பட்ட உமிழ்வு வேகத்துடன் வெளியேறுகின்றன. இந்த வழக்கில், கேத்தோடிற்கு அருகில் ஒரு சிறிய தலைகீழ் மின்சார புலம் இருந்தாலும், அனோட் மின்னோட்டம் இருக்கும். இதன் விளைவாக, வால்யூம் சார்ஜ் அடர்த்தி அத்தகைய மதிப்புகளுக்கு மாறலாம், கேத்தோடிற்கு அருகிலுள்ள திறன் எதிர்மறை மதிப்புகளுக்கு குறைகிறது (படம் 16). அனோட் மின்னழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​குறைந்தபட்ச சாத்தியக்கூறு குறைகிறது மற்றும் கத்தோடை நெருங்குகிறது (படம் 16 இல் வளைவுகள் 1 மற்றும் 2). நேர்மின்முனையில் போதுமான உயர் மின்னழுத்தத்தில், குறைந்தபட்ச ஆற்றல் கேத்தோடுடன் இணைகிறது, கேத்தோடில் புல வலிமை பூஜ்ஜியமாக மாறும் மற்றும் சார்பு ஜே (எக்ஸ்) அணுகுமுறைகள் (29), ஆரம்ப எலக்ட்ரான் வேகங்களை கணக்கில் எடுத்துக் கொள்ளாமல் கணக்கிடப்படுகிறது (படம் 16 இல் வளைவு 3). உயர் அனோடிக் மின்னழுத்தங்களில், ஸ்பேஸ் சார்ஜ் கிட்டத்தட்ட முழுவதுமாக கரைந்து, நேர்கோட்டு விதியின்படி கேத்தோடு மற்றும் நேர்மின்முனைக்கு இடையிலான சாத்தியம் மாறுகிறது (வளைவு 4, படம் 16).

எனவே, இன்டர்லெக்ட்ரோட் இடத்தில் சாத்தியமான விநியோகம், ஆரம்ப எலக்ட்ரான் வேகங்களைக் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது, "மூன்று வினாடிகள்" சட்டத்தைப் பெறும்போது இலட்சியப்படுத்தப்பட்ட மாதிரியின் அடிப்படையிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகிறது. இது அனோட் மின்னோட்ட அடர்த்தியின் மாற்றம் மற்றும் சார்புக்கு வழிவகுக்கிறது. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள சாத்தியமான விநியோகத்திற்கான ஆரம்ப எலக்ட்ரான் வேகங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்கான கணக்கீடு. 17, மற்றும் உருளை மின்முனைகளுக்கு மொத்த தெர்மோனிக் உமிழ்வு மின்னோட்டத்திற்கு பின்வரும் சார்புநிலையை அளிக்கிறது நான் (நான்=jS, எங்கே எஸ்- தெர்மோகரண்டின் குறுக்கு வெட்டு பகுதி):

.(33)

விருப்பங்கள் x மீமற்றும் வி எம்சார்பு வகையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது ஜே (எக்ஸ்), அவற்றின் பொருள் படம் தெளிவாக உள்ளது. 17. அளவுரு எக்ஸ் மீ ஆற்றல் அதன் குறைந்தபட்ச மதிப்பை அடையும் கேத்தோடிலிருந்து தூரத்திற்கு சமம் = வி எம். காரணி சி(x மீ), தவிர x மீ, கத்தோட் மற்றும் அனோடின் ஆரத்தைப் பொறுத்தது. அனோட் மின்னழுத்தத்தில் சிறிய மாற்றங்களுக்கு சமன்பாடு (33) செல்லுபடியாகும், ஏனெனில் மற்றும் எக்ஸ் மீ மற்றும் வி எம், மேலே விவாதிக்கப்பட்டபடி, அனோட் மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது.

எனவே, "மூன்று வினாடிகளின்" சட்டம் உலகளாவியது அல்ல; இது மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் மின்னோட்டங்களின் ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய வரம்பில் மட்டுமே செல்லுபடியாகும். இருப்பினும், எலக்ட்ரானிக் சாதனத்தில் மின்னோட்டத்திற்கும் மின்னழுத்தத்திற்கும் இடையிலான நேரியல் அல்லாத உறவுக்கு இது ஒரு தெளிவான எடுத்துக்காட்டு. மின்னோட்ட மின்னழுத்தப் பண்பின் நேரியல் தன்மையானது ரேடியோ மற்றும் மின்சுற்றுகளின் பல கூறுகளின் மிக முக்கியமான அம்சமாகும், இதில் திட-நிலை மின்னணுவியல் கூறுகள் அடங்கும்.

பகுதி 2. ஆய்வக வேலை

7. தெர்மோனிக் உமிழ்வை ஆய்வு செய்வதற்கான பரிசோதனை அமைப்பு

ஆய்வக வேலை எண் 1 மற்றும் 2 ஒரு ஆய்வக நிறுவலில் செய்யப்படுகிறது, இது உலகளாவிய ஆய்வக நிலைப்பாட்டின் அடிப்படையில் செயல்படுத்தப்படுகிறது. நிறுவல் வரைபடம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 18. அளவீட்டுப் பிரிவில் நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ சூடாக்கப்பட்ட கேத்தோடுடன் EL வெற்றிட டையோடு உள்ளது. அளவிடும் பிரிவின் முன் குழு "ஒளிரும்" இழை, அனோட் "ஆனோட்" மற்றும் கேத்தோட் "கேத்தோடு" ஆகியவற்றின் தொடர்புகளைக் காட்டுகிறது. இழை மூலமானது B5-44A வகையின் நிலைப்படுத்தப்பட்ட நேரடி மின்னோட்ட மூலமாகும். வரைபடத்தில் உள்ள I ஐகான், மூலமானது தற்போதைய நிலைப்படுத்தல் பயன்முறையில் செயல்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. நேரடி மின்னோட்ட மூலத்துடன் பணிபுரியும் செயல்முறையை இந்த சாதனத்திற்கான தொழில்நுட்ப விளக்கம் மற்றும் இயக்க வழிமுறைகளில் காணலாம். ஆய்வக வேலைகளில் பயன்படுத்தப்படும் அனைத்து மின் அளவீட்டு கருவிகளுக்கும் இதே போன்ற விளக்கங்கள் உள்ளன. அனோட் சுற்று ஒரு நிலையான நேரடி மின்னோட்ட மூலமான B5-45A மற்றும் உலகளாவிய டிஜிட்டல் வோல்ட்மீட்டர் B7-21A ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது, இது நேரடி மின்னோட்ட அளவீட்டு பயன்முறையில் வெப்ப டையோடின் அனோட் மின்னோட்டத்தை அளவிட பயன்படுகிறது. அனோட் மின்னழுத்தம் மற்றும் கேத்தோடு வெப்பமூட்டும் மின்னோட்டத்தை அளவிட, நீங்கள் மின்சக்தி மூலத்தில் உள்ளமைக்கப்பட்ட சாதனங்களைப் பயன்படுத்தலாம் அல்லது கேத்தோடில் உள்ள மின்னழுத்தத்தை மிகவும் துல்லியமாக அளவிடுவதற்கு கூடுதல் வோல்ட்மீட்டர் RV7-32 ஐ இணைக்கலாம்.

அளவிடும் பிரிவில் வெவ்வேறு வேலை செய்யும் கேத்தோடு இழை நீரோட்டங்களுடன் வெற்றிட டையோட்கள் இருக்கலாம். மதிப்பிடப்பட்ட இழை மின்னோட்டத்தில், ஸ்பேஸ் சார்ஜ் மூலம் அனோட் மின்னோட்டத்தை கட்டுப்படுத்தும் முறையில் டையோடு செயல்படுகிறது. ஆய்வக வேலை எண் 1 செய்ய இந்த முறை அவசியம். ஆய்வக வேலை எண் 2 குறைக்கப்பட்ட இழை நீரோட்டங்களில் செய்யப்படுகிறது, விண்வெளி கட்டணத்தின் செல்வாக்கு முக்கியமற்றதாக இருக்கும் போது. இழை மின்னோட்டத்தை அமைக்கும் போது, ​​நீங்கள் குறிப்பாக கவனமாக இருக்க வேண்டும், ஏனெனில் கொடுக்கப்பட்ட வெற்றிடக் குழாய்க்கு அதன் பெயரளவு மதிப்பிற்கு மேல் இழை மின்னோட்டத்தின் அதிகப்படியானது, கேத்தோடு இழை எரிந்து, டையோடு செயலிழக்க வழிவகுக்கிறது. எனவே, வேலைக்குத் தயாராகும் போது, ​​வேலையில் பயன்படுத்தப்படும் டையோடு இயங்கும் இழை மின்னோட்டத்தின் மதிப்பை உங்கள் ஆசிரியர் அல்லது பொறியியலாளரிடம் சரிபார்க்கவும்; உங்கள் பணிப்புத்தகத்தில் தரவை எழுதி, அறிக்கையை உருவாக்கும் போது அதைப் பயன்படுத்தவும். ஆய்வக வேலை.

8. ஆய்வக வேலை எண் 1. ஸ்பேஸ் சார்ஜ் செல்வாக்கைப் படிப்பது வோல்ட் ஆம்பியர்வெப்ப மின்னோட்டத்தின் பண்புகள்

வேலையின் நோக்கம்: அனோட் மின்னழுத்தத்தில் தெர்மோனிக் உமிழ்வு மின்னோட்டத்தின் சார்பு பற்றிய சோதனை ஆய்வு, "மூன்று-இரண்டாவது" சட்டத்தில் அடுக்குகளை நிர்ணயித்தல்.

வோல்ட்-ஆம்பியர்தெர்மோனிக் உமிழ்வு மின்னோட்டத்தின் சிறப்பியல்பு "மூன்று வினாடிகள்" சட்டத்தால் விவரிக்கப்படுகிறது (பிரிவு 6 ஐப் பார்க்கவும்). டையோடு இயக்கத்தின் இந்த முறை போதுமான அளவு உயர் கேத்தோடு இழை நீரோட்டங்களில் நிகழ்கிறது. பொதுவாக, மதிப்பிடப்பட்ட இழை மின்னோட்டத்தில், வெற்றிட டையோடு மின்னோட்டம் விண்வெளி கட்டணத்தால் வரையறுக்கப்படுகிறது.

இந்த ஆய்வக வேலையைச் செய்வதற்கான சோதனை அமைப்பு பிரிவில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. 7. வேலையின் போது, ​​மதிப்பிடப்பட்ட இழை மின்னோட்டத்தில் டையோடின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளை அளவிடுவது அவசியம். பயன்படுத்தப்படும் வெற்றிடக் குழாயின் இயக்க மின்னோட்ட அளவின் மதிப்பை ஒரு ஆசிரியர் அல்லது பொறியாளரிடமிருந்து எடுத்து ஒரு பணிப்புத்தகத்தில் எழுத வேண்டும்.

பணி ஆணை

1. சோதனை அமைப்பின் செயல்பாட்டிற்கு தேவையான கருவிகளை இயக்குவதற்கான விளக்கம் மற்றும் செயல்முறையை நீங்களே அறிந்திருங்கள். படம் 18 இன் படி சர்க்யூட்டை அசெம்பிள் செய்யவும். ஒரு பொறியாளர் அல்லது ஆசிரியரால் கூடியிருந்த சர்க்யூட்டின் சரியான தன்மையை சரிபார்த்த பின்னரே நிறுவலை பிணையத்துடன் இணைக்க முடியும்.

2. கேதோட் ஃபிலமென்ட் மின்னோட்டத்தை இயக்கி, தேவையான இழை மின்னோட்டத்தை அமைக்கவும். இழை மின்னோட்டம் மாறும்போது, ​​இழைகளின் வெப்பநிலை மற்றும் எதிர்ப்பு மாறுகிறது, இது இழை மின்னோட்டத்தில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது என்பதால், அடுத்தடுத்த தோராயங்களின் முறையைப் பயன்படுத்தி சரிசெய்தல் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும். சரிசெய்தலை முடித்த பிறகு, இழை மின்னோட்டம் மற்றும் கேத்தோடு வெப்பநிலை நிலைப்படுத்த சுமார் 5 நிமிடங்கள் காத்திருக்க வேண்டும்.

3. ஒரு நிலையான மின்னழுத்த மூலத்தை அனோட் சுற்றுடன் இணைக்கவும், அனோடில் மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதன் மூலம், தற்போதைய-மின்னழுத்த பண்பு புள்ளியை புள்ளி மூலம் அளவிடவும். 0...25 V, ஒவ்வொரு 0.5...1 V வரம்பில் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.

நான் ஏ(வி ஏ), எங்கே நான் ஏ- நேர்மின்னோட்டம், வி ஏ- அனோட் மின்னழுத்தம்.

5. அனோட் மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் வரம்பு சிறியதாக இருந்தால், மதிப்புகள் x மீ, சி(x,n) மற்றும் வி எம், சூத்திரத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது (33), நிலையானதாக எடுத்துக்கொள்ளலாம்.பெரியதாக வி ஏஅளவு வி எம்புறக்கணிக்க முடியும். இதன் விளைவாக, சூத்திரம் (33) வடிவத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது (தெர்மோகரண்ட் அடர்த்தியிலிருந்து மாறிய பிறகு ஜேஅதன் முழு மதிப்புக்கு நான்)

6. சூத்திரத்திலிருந்து (34) மதிப்பை தீர்மானிக்கவும் உடன்மின்னோட்டம் மின்னழுத்தத்தின் மூன்று அதிகபட்ச மதிப்புகளுக்கு, தற்போதைய மின்னழுத்த பண்பு. பெறப்பட்ட மதிப்புகளின் எண்கணித சராசரியைக் கணக்கிடுங்கள். இந்த மதிப்பை சூத்திரத்தில் (33) மாற்றினால், மதிப்பைத் தீர்மானிக்கவும் வி எம்அனோடில் மூன்று குறைந்தபட்ச மின்னழுத்த மதிப்புகளுக்கு மற்றும் எண்கணித சராசரி மதிப்பைக் கணக்கிடுங்கள் வி எம்.

7. பெறப்பட்ட மதிப்பைப் பயன்படுத்துதல் வி எம், ப்ளாட் தி சார்பு ஆஃப் எல்என் நான் ஏ ln இலிருந்து வி ஏ+|வி எம்|). இந்த வரைபடத்தின் கோணத்தின் தொடுகோடு இருந்து சார்பு அளவை தீர்மானிக்கவும் நான் ஏ(V a + வி எம்) இது 1.5 க்கு அருகில் இருக்க வேண்டும்.

8. வேலை பற்றிய அறிக்கையைத் தயாரிக்கவும்.

தேவைகளைப் புகாரளிக்கவும்

5. வேலை பற்றிய முடிவுகள்.

கட்டுப்பாட்டு கேள்விகள்

1. தெர்மோனிக் உமிழ்வின் நிகழ்வு என்ன அழைக்கப்படுகிறது? எலக்ட்ரானின் வேலை செயல்பாட்டை வரையறுக்கவும். தெர்மோடைனமிக் மற்றும் வெளிப்புற வேலை செயல்பாடுகளுக்கு என்ன வித்தியாசம்?

2. திட-வெற்றிட எல்லையில் சாத்தியமான தடையின் தோற்றத்திற்கான காரணங்களை விளக்குங்கள்.

3. உலோகத்தின் ஆற்றல் வரைபடம் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆற்றல் விநியோக வளைவு, உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப உமிழ்வு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் விளக்கவும்.

4. எந்த சூழ்நிலையில் தெர்மோனிக் மின்னோட்டம் காணப்படுகிறது? தெர்மோனிக் மின்னோட்டத்தை நீங்கள் எவ்வாறு கவனிக்க முடியும்? வெப்ப டையோடு மின்னோட்டம் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்பட்ட மின்சார புலத்தை சார்ந்துள்ளது?

5. சட்டத்தைக் கூறவும் ரிச்சர்ட்சன்-தேஷ்மான்

6. ஒரு வெப்ப டையோடின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளில் எதிர்மறை தொகுதி கட்டணத்தின் செல்வாக்கின் தரமான படத்தை விளக்குங்கள். லாங்முயரின் "மூன்று வினாடி" விதியை உருவாக்கவும்.

7. ஸ்பேஸ் சார்ஜ் மூலம் வரையறுக்கப்பட்ட மின்னோட்டங்களில் கேத்தோடு மற்றும் அனோடிற்கு இடையே உள்ள இடைவெளியில் சாத்தியமான, மின்சார புல வலிமை மற்றும் எலக்ட்ரான் அடர்த்தி ஆகியவற்றின் விநியோகங்கள் என்ன?

8. ஸ்பேஸ் சார்ஜ் மற்றும் ஆரம்ப எலக்ட்ரான் வேகங்களை கணக்கில் எடுத்துக்கொண்டு, அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே உள்ள மின்னழுத்தத்தில் வெப்ப உமிழ்வு மின்னோட்டத்தின் சார்பு என்ன? இந்த சார்புநிலையை நிர்ணயிக்கும் அளவுருக்களின் பொருளை விளக்குங்கள்;

9. தெர்மோனிக் உமிழ்வை ஆய்வு செய்வதற்கான சோதனை அமைப்பின் வடிவமைப்பை விளக்குங்கள். சுற்றுகளின் தனிப்பட்ட கூறுகளின் நோக்கத்தை விளக்குங்கள்.

10. "மூன்று-வினாடிகள்" சட்டத்தில் அடுக்குநிலையை சோதனை முறையில் தீர்மானிப்பதற்கான முறையை விளக்குக.

9. ஆய்வக வேலை எண் 2. குறைந்த உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தியில் தெர்மோனிக் உமிழ்வு பற்றிய ஆய்வு

வேலையின் நோக்கம்: குறைந்த கேத்தோடு வெப்பமூட்டும் மின்னோட்டத்தில் ஒரு வெப்ப டையோடு தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளை ஆய்வு செய்ய. கேத்தோடிற்கும் அனோடிற்கும் இடையே உள்ள தொடர்பு திறன் வேறுபாட்டின் சோதனை முடிவுகளிலிருந்து தீர்மானித்தல், கேத்தோடு வெப்பநிலை.

குறைந்த வெப்ப மின்னோட்ட அடர்த்தியில் வோல்ட் ஆம்பியர்கேத்தோடிற்கும் நேர்மின்முனைக்கும் (படம் 10) இடையே உள்ள தொடர்பு திறன் வேறுபாட்டின் மாடுலஸுடன் தொடர்புடைய ஒரு ஊடுருவல் புள்ளியுடன் குணாதிசயம் ஒரு சிறப்பியல்பு தோற்றத்தைக் கொண்டுள்ளது. கேத்தோடு வெப்பநிலையை பின்வருமாறு தீர்மானிக்கலாம். சமன்பாடு (12) க்கு செல்வோம், இது தெர்மோகரண்ட் அடர்த்தியிலிருந்து குறைந்த மின்னோட்ட அடர்த்தியில் தெர்மோனிக் உமிழ்வின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளை விவரிக்கிறது. ஜேஅதன் முழு மதிப்புக்கு நான்(ஜே=நான்/எஸ், எங்கே எஸ்- தெர்மோகரண்டின் குறுக்கு வெட்டு பகுதி). பிறகு நமக்கு கிடைக்கும்

எங்கே இருக்கிறது- செறிவூட்டல் மின்னோட்டம்.

(35) மடக்கைகளை எடுத்துக் கொண்டால், எங்களிடம் உள்ளது

.(36)

சமன்பாடு (36) ஊடுருவல் புள்ளியின் இடதுபுறத்தில் உள்ள பகுதியில் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளை விவரிக்கும் அளவிற்கு, கேத்தோடு வெப்பநிலையை தீர்மானிக்க, இந்த பகுதியில் ஏதேனும் இரண்டு புள்ளிகளை அனோட் நீரோட்டங்களுடன் எடுக்க வேண்டியது அவசியம். நான் ஒரு 1, நான் ஒரு 2மற்றும் அனோட் மின்னழுத்தங்கள் U a 1, U a 2முறையே. பின்னர், சமன்பாட்டின் படி (36),

இங்கிருந்து நாம் கேத்தோடு வெப்பநிலைக்கான வேலை சூத்திரத்தைப் பெறுகிறோம்

.(37)

பணி ஆணை

ஆய்வக வேலையைச் செய்ய, நீங்கள் கண்டிப்பாக:

1. சோதனை அமைப்பின் செயல்பாட்டிற்கு தேவையான கருவிகளை இயக்குவதற்கான விளக்கம் மற்றும் செயல்முறையை நீங்களே அறிந்திருங்கள். படம் படி சுற்று வரிசைப்படுத்துங்கள். 18. ஒரு பொறியாளர் அல்லது ஆசிரியரால் கூடியிருந்த சுற்றுகளின் சரியான தன்மையை சரிபார்த்த பின்னரே நிறுவலை பிணையத்துடன் இணைக்க முடியும்.

2. கேதோட் ஃபிலமென்ட் மின்னோட்டத்தை இயக்கி, தேவையான இழை மின்னோட்டத்தை அமைக்கவும். மின்னோட்டத்தை அமைத்த பிறகு, ஃபிலமென்ட் கரண்ட் மற்றும் கேத்தோடு வெப்பநிலை நிலைப்படுத்த சுமார் 5 நிமிடங்கள் காத்திருக்க வேண்டும்.

3. ஒரு நிலையான மின்னழுத்த மூலத்தை அனோட் சுற்றுடன் இணைக்கவும், அனோடில் மின்னழுத்தத்தை மாற்றுவதன் மூலம், தற்போதைய-மின்னழுத்த பண்பு புள்ளியை புள்ளி மூலம் அளவிடவும். வோல்ட்-ஆம்பியர்ஒவ்வொரு 0.05...0.2 Vக்கும் 0...5 V வரம்பில் உள்ள பண்புகளை எடுத்துக் கொள்ளுங்கள்.

4. அளவீட்டு முடிவுகளை ln ஆயங்களில் வரைபடத்தில் வழங்கவும் நான் ஏ(வி ஏ), எங்கே நான் ஏ- நேர்மின்னோட்டம், வி ஏ- அனோட் மின்னழுத்தம். இந்த வேலையில் தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு வரைபடமாக தீர்மானிக்கப்படுவதால், கிடைமட்ட அச்சில் உள்ள அளவைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும், இதனால் தீர்மானத்தின் துல்லியம் வி கே.ஆர்.பி 0.1 V க்கும் குறைவாக இல்லை.

5. தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளின் ஊடுருவல் புள்ளியைப் பயன்படுத்தி, அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையிலான தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டை தீர்மானிக்கவும்.

6. ஊடுருவல் புள்ளியின் இடதுபுறத்தில் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளின் சாய்ந்த நேரியல் பிரிவில் மூன்று ஜோடி புள்ளிகளுக்கான கேத்தோடு வெப்பநிலையை தீர்மானிக்கவும். கேத்தோடு வெப்பநிலை சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கிடப்பட வேண்டும் (37). இந்தத் தரவுகளிலிருந்து சராசரி வெப்பநிலையைக் கணக்கிடுங்கள்.

7. வேலை பற்றிய அறிக்கையைத் தயாரிக்கவும்.

தேவைகளைப் புகாரளிக்கவும்

அறிக்கை A4 தாளின் நிலையான தாளில் வரையப்பட்டுள்ளது மற்றும் கொண்டிருக்க வேண்டும்:

1. கோட்பாட்டின் அடிப்படை தகவல்கள்.

2. சோதனை அமைப்பின் வரைபடம் மற்றும் அதன் சுருக்கமான விளக்கம்.

3. அளவீடுகள் மற்றும் கணக்கீடுகளின் முடிவுகள்.

4. பெறப்பட்ட சோதனை முடிவுகளின் பகுப்பாய்வு.

5. வேலை பற்றிய முடிவுகள்.

கட்டுப்பாட்டு கேள்விகள்

1. எலக்ட்ரான் உமிழ்வு வகைகளை பட்டியலிடுங்கள். ஒவ்வொரு வகை எலக்ட்ரான் உமிழ்வுகளிலும் எலக்ட்ரான்கள் வெளிவருவதற்கு என்ன காரணம்?

2. தெர்மோனிக் உமிழ்வு நிகழ்வை விளக்குக. திடப்பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரானின் வேலைச் செயல்பாட்டை வரையறுக்கவும். திட-வெற்றிட எல்லையில் சாத்தியமான தடை இருப்பதை எவ்வாறு விளக்குவது?

3. உலோகத்தின் ஆற்றல் வரைபடம் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆற்றல் விநியோக வளைவு, உலோகத்திலிருந்து எலக்ட்ரான்களின் வெப்ப உமிழ்வு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் விளக்கவும்.

4. சட்டத்தைக் கூறவும் ரிச்சர்ட்சன்-தேஷ்மான். இந்த சட்டத்தில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள அளவுகளின் இயற்பியல் பொருளை விளக்குக.

5. குறைந்த உமிழ்வு மின்னோட்ட அடர்த்தியில் தெர்மோனிக் கேத்தோடின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகளின் அம்சங்கள் என்ன? கேத்தோடிற்கும் அனோடிற்கும் இடையிலான தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாடு அதை எவ்வாறு பாதிக்கிறது?

6. ஷாட்கி விளைவு என்றால் என்ன? இந்த விளைவு எவ்வாறு விளக்கப்படுகிறது?

7. மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் எலக்ட்ரான்களுக்கான சாத்தியமான தடையில் குறைவதை விளக்குங்கள்.

8. இந்த ஆய்வகத்தில் கேத்தோடு வெப்பநிலை எவ்வாறு தீர்மானிக்கப்படும்?

9. இந்த வேலையில் தொடர்பு சாத்தியமான வேறுபாட்டை தீர்மானிப்பதற்கான முறையை விளக்குங்கள்.

10. ஆய்வக அமைப்பின் தனிப்பட்ட கூறுகளின் வரைபடம் மற்றும் நோக்கத்தை விளக்குங்கள்.