05В011000 «Физика» мамандығы бойынша оқитын 3 курс студенттеріне арналған
Сутегі атомының бірінші Борлық орбитадағы электронының энергиясын есептеніздер. 33
жүктеу/скачать 4,92 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ЭЛЕКТР ӨТКІЗПШТІКТІҢ ТАБИҒАТЫ 26.
- 1. Классикалық электрондық теория туралы
- 2. Тізбектің бөлігі үшін Ом заңын электрондық ұғым негізінде қорыту
| 32. Сутегі атомының бірінші Борлық орбитадағы электронының энергиясын есептеніздер.
33. Сутегі атомындағы бірінші Борлық орбитаның радиусын және осы орбитадағы электронның сызықтық жылдамдығын анықтаңыздар. Бұл орбитадағы өрістің кернеулілігі қандай? Н ұ с қ а у: (3) формуланы пайдаланыңыздар және электрон-Fa эсер етуші центрге тартқыш күш өзінің физикалық табиғаты жағынан кулондық күш болатынын ескеріңіздер. 34. Сутегі атомын толқын ұзындығы 1215,68А° (1215,68 • 10—10 м) ультракүлгін сәулемен сәулелендіргендегі қоздыру энергиясын анықтаңыздар. Сонда атомдағы электрон қай энергетикалық деңгейден қай энергетикалық деңгейге көшеді (3-суретті қараңыздар)? 35. Сутегі спектрінде қызыл сызық (толқын ұзындығы 6564 А°) байқалады. Атомның козған күйінде электрон үшінші энергетикалық деңгейде тұрады. Электрон фотондар шығарған кезде қайдеңгейге көшеді? 36. Сынаптың төменгі қозу потенциалынан жоғарғы қозу потенциалына көшкен кезде шығаратын электромагниттік толқындарының жиілігі қалай езгереді (5-сурет). Қоздыру потенциалдары 4,9 в, 6,7 в, 8,3 ө болған кездегі сәулеленуге қандай толқын ұзындықтары сәйкес келеді? 37. Франк және Герц тәжірибесін класта демонстрациялаған кезде ТГ1—0,3/1,3 газотрон ішіндегі ксенонның бірінші потенциалын және қозу энергиясын анықтаңыздар. 38. Менделеев таблицасын пайдаланып, көміртегі, ванадий, алтын атомдары ядроларындағы протондар мен нейтрондар санын анықтаныздар. 39. Атомның К, L М, N қабыктарында электрондардың мүмкін болатын максимал саны канша? 40. Қөміртегі атомының төрт рет иондалған атомының иондану потенциалы қандай? 41. Сынап атомының /С-қабығынан электронды жұлып шығару үшін оны толқын ұзындығы 0,15 А° квантпен сәулелендіру керек. JV қабығы үшін бұл ұзындық 15,1 А° сәйкес келеді. Екі жағдай үшін иондану потенциалдарын есептеңіздер. 42. Кристалл фотонды жұтты, осының нәтижесінде валенттік электрон өткізгіштік зонасынын. жақын деңгейіне көшті. Тыйым салынған зонаның ені 0,72 эв. Фотонный толқын ұзындығы қандай? 43. Сутегінің қозбаған атомының ядросы мен электроны арасындағы өз ара әсердің кулондық және гравитациялық күштерін есептеңіздер және оларды бір-бірімен салыстырыңыздар. ІІ ТАРАУ ЭЛЕКТР ӨТКІЗПШТІКТІҢ ТАБИҒАТЫ 26. Әр түрлі электр құбылыстарын зерттеп білуде біз классикалық электрондық теорияны пайдалана мыз. Ол түрлі физикалық құбылыстарды жақсы түсіндіреді, өзі қарапайым және көрнекі, оның қорытындыларын көптеген тәжірибелер шындыққа шығарады. Мысалы, бұл теория экспериментальдық жолмен тағайындалған Ом және Джоуль — Ленц заңдарын қорытып шығаруға мүмкіндік береді. Алайда, классикалық электрондық теорияның шек-теулі екеніне біз алда көз жеткіземіз. Ол қандай да бір құбылыстарды немесе тәжірибелік фактілерді түсіндіре алмаған жағдайда, будан күрделірек кванттық теорияға жүгінуімізге тура келеді. 1. Классикалық электрондық теория туралы 27. Электрондық теория негіздерін 1900—-1905 жылдары ғалымдар Паул Друд пен Генрих Лорентің салған болатын. Бұл теорияның электрондардың кез-келген ортадағы қозғалысы Ньютон заңдарына бағынады деген тұжырымы аса мақызды қағидаларының бірі. Электрондық теория материалдық дененің электрлік қасиеттері ондағы электрондардың күй-жайына байланысты деп есептейді. Өткен тараудың 11-параграфында біз металдарда ортақтастырылған (коллективтендірілген) электрондардың барлығын тағайындадық, металдың кристалдық структурасының сақталуындағы олардың ролін айқындадық. Электрондық теория бойынша бүл электрондар еркін де, олар бір атомды идеал газдардың қасиеттері сияқты қасиеттері бар өзінше бір электрон газын тузеді. Электрондар, идеал газ молекулалары сияқты, үздіксіз, тәртіптелмеген (хаосты) қозғалыста болады да, олар тек электр өткізуге ғана емес, дененің жылу өткізуіне де қатысады. Міые, электрондық теорияның металдарды тек электр тогын ғана емес, жылуды да жақсы өткізеді деп түсіндіруі де осыдан. Молекулалық физика курсынан идеал газда молекула аралық ілінісу күші жоқ екенін білеміз. Сон-дықтан электрондық теория электрондар мен решетка иондары арасындағы, электрондардың өздерінің арасындағы ез ара эсер күштерін ескермейді. Бұл теория бойынша, өткізгіштің электр кедергісі кристалл заттардың электрондарының решетка түйіндерімен жай (механикалық) соқтығысуынан пайда болады. Енді тізбектің белігі үшін Ом заңын классикалық электрондық теория негізінде қалай корытылып шығарылатынын көрсетейік. Қорытып шығару барысында алынатын меншікті кедергі формуласы электрондық теорияның қолданылу мүмкіндігі мен шекарасын айқын анғаруға мүмкіндік береді. 2. Тізбектің бөлігі үшін Ом заңын электрондық ұғым негізінде қорыту 28. Металл өткізгіште түрлі бағыттағы ретсіз жылулық қозғалысқа қатысатын электрондардың орташа саны шамамен өз ара тең, сондықтан металда электр тогы жоқ. Егер өткізгіштің ұштарында потенциал айырымдарын туғызсақ, онда электрондар өткізгіштегі электр өрісіне қарсы басым қозғалыс алады (12-сурет). Электрон решетканың түйіндерімен әрбір соқтығысқан сайын өзінің жылдамдығын толық жойып, келесі соқтығысқанға дейін электр өрісінің күші әсерінен тұрақты үдеумен (бастапқы жылдамдықсыз) қозғалады деп есептейік. Сонда электронның үдеуі Ньютонның екінші заңы бойынша былай анықталады: 
Бұл формулада Ғ — кернеулігі Е электр өрісінің электронға эсер ететін күші (е — электрон заряды, т — массасы). Электронный, электр өрісіндегі орташа жылдамдығы: 
Электронның бұл жылдамдыктан басқа жылулық (ретсіз) қозғалыстағы жылдамдығы (v ж) болады. Оның бұл жылулық козғалыстағы жылдамдығы электр өрісіндегі орын ауыстыру жылдамдығынан әлденеше есе артық. Мысалы, бөлме температурасында электронный, жылулық козғалысының орташа жылдамдығы шамамен 105 місек, ал кернеулігі £ = 100 в/м электр өрісінің әсерімен бағытталған қозғалыс жылдамдығы секундына метрдін, оннан бір үлесіндей ғана болады. Енді электронный, екі соқты-ғысу аралығындағы жолының орташа ұзындығын X әрпімен белгілесек, сонда еркін жүру уақыты: 
болады. Мұнда біз реттелген қозғалыс жылдамдығын соншалық аз шама болғандықтан ескермедік. Сонда орташа жылдамдық: 
Сөйтіп, өткізгіште электр өрісі бар кезде электрон екі қозғалысқа: (жылдамдығы —■ Ьж) ретсіз жылулык және өріске қарсы (жылдамдығы — v) реттелген қозғалысқа қатысады. Өткізгіштің көлем бірлігіндегі электрондарының саны (п) және олардың орыи ауыстыру жылдамдығы (v) неғұрлым көп болса, онда токтың тығыздығы да (і) соғұрлым көп болады, яғни: жүктеу/скачать 4,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|