1 Лекция 32 Обзор материала 3-го семестра продолжение)

09. Резонанс. 11. Интерференция волн. Типичная интерференционная картина 12. Дифракция волн. Типичная дифракционная картина. 13. Поляризация света. её применение. 14. Отражение и преломление света. 15. Соотношения неопределенностей Гейзенберга. 16. Квантование момента импульса и орбитали электронов в атомах. Схема уровней атома водорода. ННЗ-6 3-й семестр 3

17. Туннельный эффект, коэффициент прозрачности барьера. 18. Распределение Гиббса (каноническое распределение). Пример. 19. Бозоны. Примеры. Распределение Бозе-Эйнштейна. 20. Типичные ЗД электронного и дырочного ПП при разных температурах. 21. Примеры применения полупроводниковых резисторов. 22. Контактные явления. Типичные ЗД p-n перехода при разных смещениях. Примеры применения ПП диодов. 23. Сверхпроводимость. Влияние на неё температуры и магнитного поля. 24. Лазеры: типы, основные элементы, условия работы. ННЗ-6 3-й семестр 5

7 9. Резонанс Физическое явление. Заключается в резком возрастании амплитуды вынужденных колебаний при совпадении СЧ и частоты ВВС Физическая причина резонанса в том, что фазы ВВС и обобщённой скорости всё время совпадают, мощность ВВС всё время положительна

9 Интерференция физическое явление, которое заключается в устойчивом перераспределение энергии в пространстве при наложении когерентных волн 10. Интерференция волн. Типичная интерференционная картина. Типичная Двухлучевая ИК (опыт Юнга)

1 11. Дифракция волн. Типичная дифракционная картина. Физическое явление, которое заключается в том, что волны огибают те препятствия, размер которых меньше или порядка длины волны

Поляризация света, её применение Физическое явление, которое проявляется, например, в том, что интенсивность луча света, прошедшего через прозрачное тело, меняется при повороте тела вокруг оси луча. Упорядоченность в ориентации НЭП в плоскости, перпендикулярной лучу. Только поляризованный свет используется в оптических системах передачи информации Только поляризованный свет используется в жидкокристаллических дисплеях

13. Отражение и преломление света 1515 Физические явления, которые проявляются в том, что луча света резко изменяет направление в результате взаимодействия с резкой границей раздела двух сред Закон преломления света (волн) Полное внутреннее отражение – основа оптических систем передачи информации

14. Соотношения неопределенностей Гейзенберга 18 Для любой квантовой системы две сопряжённые переменные одновременно могут быть измерены с точностью, не превосходящей постоянную Планка Физическая причина: волновые свойства любой квантовой частицы, огибание волной препятствия Связывает ширину энергетического уровня частицы и время её жизни в квазистационарном состоянии

15. Квантование момента импульса и орбитали эле- ктронов в атомах. Схема уровней атома водорода 21 главное квантовое число n (n = 0, 1, 2,...) орбитальное квантовое число l ( l = 0, 1, 2,..n) s орбитали: l = 0 p орбитали: l = 1 d орбитали: l = 2 магнитное (орбитальное) квантовое число m l ( m l = -l, -l+1,..,0,..l-1, l )

16. Туннельный эффект, коэффициент прозрачности барьера Физическое квантовое явление: прохождение частицы из одной классически разрешён- ной области в другую Количественная характеристика: коэффициент прозрачности барьера = вероятность того, что частица пройдёт из одной классически разрешённой области в другую с одной попытки

17. Распределение Гиббса (каноническое распределение). Пример Распределение Гиббса Пример распределения Гиббса: распределение Больцмана частиц газа по высоте = барометрическая формула Полезно нарисовать графики для разных температур

18.Типичные ЗД nПП при разных температурах (P(V) => Si(IV)) 2727 Очень низкая температура Низкая температура Средняя температура – примесное истощение Высокая температура Локальные донорные уровни Неподвижные положительные ионы донорной примеси Энергия активации донорной примеси

19. Примеры применения ПП резисторов Термисторы – изменение температуры – электрический сигнал Термисторы – изменение температуры – электрический сигнал Тензорезисторы – изменение нагрузки – электрический сигнал Тензорезисторы – изменение нагрузки – электрический сигнал Диоды Гана – генерация СВЧ излучения Диоды Гана – генерация СВЧ излучения 29 Фоторезисторы – преобразование светового сигнала в электрический Фоторезисторы – преобразование светового сигнала в электрический

20. Контактные явления 31 Применение контактной разности потенциалов: эффект Зеебека (1821) – термоэлектрический эффект, термоЭДС – космические аппараты За счёт разницы в уровнях Ферми на контакте возникает двойной электрический слой, контактная разность потенциалов (КРП). Электризация трением. Все химические источники тока (батарейки, аккумуляторы) работают благодаря КРП Эффект Зеебека для измерения температуры - термопара

33 21.Типичные ЗД pn-перехода при разных смещениях рn-переход обладает односторонней проводимостью «-» «+» Обратное смещение, барьер стал выше, рn-переход закрыт, тока нет «смещение» - постоянное напряжение

22. Примеры применения полупроводниковых диодов 35 Фотодиод – преобразование светового сигнала в электрический, обратносмещённый pn-переход (-p, +n) Выпрямитель – преобразование переменного тока в постоянный Солнечный элемент – преобразование световой энергии в электрическую, pn-переход без смещения Светодиод – преобразование электрического сигнала в световой, прямосмещённый pn-переход (+p, -n) Лавинный диод – стабилитрон, защита чувствительной аппаратуры от высокого напряжения

23. Лазеры: типы, основные элементы, условия работы 37 Типы - ПП, газовые,... Типы - электроионизационные, химические,... Элементы: 1-накачка, 2-активная среда, 3-резонатор Лазер: квантовый генератор когерентного остро- направленного ЭМИ большой интенсивности; индуцированное излучение (лампочка, Солнце – спонтанное излучение)

Условие электронейтральности и закон действующих масс для полупроводников Закон действующих масс для ПП Условие электро- нейтральности для nПП Условие электро- нейтральности для pПП

Применение лазеров Точное измерение размеров (до 1 нм) Точное измерение размеров (до 1 нм) Запись информации (пишущий CD ROM) Запись информации (пишущий CD ROM) Считывание информации (CD ROM) Считывание информации (CD ROM) Передача информации (оптоволоконные линии связи) Передача информации (оптоволоконные линии связи) Лазерное наведение высокоточных боеприпасов Лазерное наведение высокоточных боеприпасов