Фотоэффект- это вырывание электронов из вещества под действием света.

Внутренний фотоэффект-это образование свободных зарядов в полупроводниках под действием электромагнитного излучения (света).

Внешний фотоэффект-это вылет электронов с поверхности вещества (металла) под действием излучения (света).

Согласно волновой теории света энергия Е вылетающих электронов должна быть пропорциональна освещенности.

«Красная» грани́ца фотоэффе́кта — минимальная частота или максимальная длина волны света, при которой еще возможен внешний фотоэффект, то есть начальная кинетическая энергия фотоэлектронов больше нуля.

Где применяется внешний фотоэффект?
1. Кино: воспроизведение звука.
2. Фототелеграф, фототелефон.
3. Фотометрия: для измерения силы света, яркости, освещенности.
4. Управление производственными процессами.

2. Эффе́кт Ко́мптона (Ко́мптон-эффе́кт, ко́мптоновское рассе́яние) — некогерентное рассеяние фотонов на свободных электронах, некогерентность означает, что фотоны до и после рассеяния не интерферируют. Эффектсопровождается изменением частоты фотонов, часть энергии которых после рассеяния передается электронам.

 

3. не только фотоны, но и электроны и любые другие частицы материи наряду с корпускулярными обладают также и волновыми свойствами.Микрочастицами называются элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны, фотоны, и др. простые частицы), а также сложные частицы, образованные из сравнительно небольшого числа элементарных частиц (молекулы, атомы, ядра атомов).Гипотеза де Бройля постулировала эти соотношения для всех микрочастиц, в том числе и для таких, которые обладают массой т. Любой частице, обладающей импульсом, сопоставлялся волновой процесс с длиной волны X = h / p. Для частиц, имеющих массу,

 

 

4.Опыт Франка — Герца — опыт, явившийся экспериментальным доказательством дискретности внутренней энергии атома. Поставлен в 1913 Дж. Франком и Г. Герцем. На рисунке приведена схема опыта. ... Следовательно, показания гальванометра Г зависят от потери электронами энергии при ударе.

Энергия распространяется и передается, поглощается и испускается не непрерывно, а дискретно, отдельными порциями — квантами. Энергия системы микрочастиц также может принимать только определенные значения, которые являются кратными числами квантов. Таким образом, энергия этих систем может изменяться лишь скачкообразно или, как говорят, она квантуется.

потенциал возбуждения —Величина, равная отношению разности энергий возбужденного и основного состояний к заряду электрона. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая оптика. Академиянаук СССР. Комитет научно технической терминологии.

6. Корпускулярно-волновой дуализм - это представление о том, что электромагнитные волны состоят из элементарных частиц – фотонов, – является примером корпускулярно-волнового дуализма: в одних экспериментах ( интерференция, дифракция) свет проявляет себя как волна, в других ( фотоэффект, эффект Комптона) – как частица.

Гипотеза де Бройля. Волновые свойства электронов Согласно гипотезе де Бройля любой движущийся частице с энергией E и импульсом соответствует волна с частотой v = E/h, длиной волны λ = h/p и волновым вектором .

 

 

Соотношения неопределенностей являются следствием корпускулярно-волнового дуализма квантовых объектов.

Для того, чтобы пояснить физический смысл соотношения неопределенностей, рассмотрим три различные волновые функции, изображенные на рисунках 6.3. (т.к. волновая функция является комплексной, то будем считать, что изображены вещественные части волновых функций). Наши волновые функции представляют собой цуги гармонических волн разной протяженности, распространяющиеся вдоль оси x.

7. модели атома томсона и резерфорда.

8.

8.квантовая теория атома, водородоподобного атома (Z — заряд ядра), где отрицательно заряженный электрон заключен в атомной оболочке, окружающей малое, положительно заряженное атомное ядро. Переход электрона с орбиты на орбиту сопровождается излучением или поглощением кванта электромагнитной энергии (hν).

 

 

Первый постулат:
Атомы имеют ряд стационарных состояний соответствующих определенным значениям энергий: Е1, Е2...En. Находясь в стационарном состоянии, атом энергии не излучает и не поглощает, несмотря на движение электронов.

Второй постулат:
В стационарном состоянии атома электроны движутся по стационарным орбитам, для которых выполняется квантовое соотношение:
m•V•r = n•h/2•p
где m•V•r =L - момент импульса, n=1,2,3...,h-постоянная Планка.

Третий постулат:
Излучение или поглощение энергии атомом происходит при переходе его из одного стационарного состояния в другое. При этом излучается или поглощается порция энергии (квант) , равная разности энергий стационарных состояний, между которыми происходит переход:
ε= h• ν= Em-En

Постулаты Бора противоречат законам классической физики. Они выражают характерную особенность микромира - квантовый характер происходящих там явлений. Выводы, основанные на постулатах Бора, хорошо согласуются с экспериментом. Например, объясняют закономерности в спектре атома водорода, происхождение характеристических спектров рентгеновских лучей и т. д. На рисунке показана часть энергетической диаграммы стационарных состояний атома водорода.

Стрелками показаны переходы атома, приводящие к излучению энергии. Видно, что спектральные линии объединяются в серии, различающиеся тем, на какой уровень с других (более высоких) происходит переход атома.

 

 

Дозволенные орбиты электрона в атоме водорода(стрелками указаны возможные переходы электрона с одной орбиты на другую). Спектр поглощения атома водорода является линейчатым, но содержит только серию Лаймана. Он также объясняется теорией Бора.

13. Зако́н Мо́зли — закон, связывающий частоту спектральных линий характеристического рентгеновского излучения атома химического элемента с его порядковым номером

17. Электро́нный га́з — модель в физике твердого тела, описывающая поведение электронов в телах с электронной проводимостью. В электронном газе пренебрегается кулоновским взаимодействием между частицами, а сами электроны слабо связаны с ионами кристаллической решетки.

 

 

Энергия Ферми E_F — максимальное значение энергии, которое может иметь электрон при температуре абсолютного нуля. Энергия Ферми совпадает со значениями химического потенциала газа фермионов при Т =0 К, то есть уровень Фермидля электронов играет роль уровня химического потенциала для незаряженных частиц.

Важным примером Ферми-газа при достаточно низких температурах является электронный газ в металлах. Для этого газа температура вырождения оказывается порядка10 000 К, следовательно, в металлах при комнатной температуре приближение вырожденного электронного газа работает хорошо

19. Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения.

 

 

20. Для полупроводника истинная работа выхода равна энергии электронного сродства (глубине зоны проводимости). модели выпрямляющегоконтакта металл–полупроводник. ... поток электронов из полупроводника в металл

21. p-n-перехо́д или электронно-дырочный переход — область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости дырочной и электронной

 

ВЫПРЯМЛЕНИЕ НА p-n ПЕРЕХОДЕ

Если к слоям полупроводника приложено внешнее напряжение так, что создаваемое им электрическое поле направлено противоположно существующему в переходе полю, то динамическое равновесие нарушается, и диффузионный ток преобладает над дрейфовым током, быстро нарастая с повышением напряжения. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется прямым смещением (на область p-типа подан положительный потенциал относительно области n-типа).

Если внешнее напряжение приложить так, чтобы созданное им поле было одного направления с полем в переходе, то это приведёт лишь к увеличению толщины слоёв пространственного заряда. Диффузионный ток уменьшится настолько, что преобладающим станет малый дрейфовый ток. Такое подключение напряжения к p-n-переходу называется обратным смещением (или запорным смещением), а протекающий при этом через переход суммарный ток, который определяется в основном тепловой или фотоннойгенерацией пар электрон-дырка, называется обратным током

Полупроводнико́вый диод —полупроводниковый прибор, в широком смысле — электронный прибор, изготовленный изполупроводникового материала, имеющий два электрических вывода (электрода). В более узком смысле — полупроводниковый прибор, во внутренней структуре которого сформирован один p-n-переход.

Транзи́стор (англ. transistor), полупроводнико́вый трио́д — радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами^[1], способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет его использовать для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов. В настоящее время транзистор является основой схемотехники подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

 

Фотоэлемент — электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию. Подразделяются на электровакуумные иполупроводниковые фотоэлементы. Действие прибора основано на фотоэлектронной эмиссии или внутреннем фотоэффекте.

 

22. Изотопы - это ядра атомов одного химического элемента, например, ядра атомов кислорода имеют массы 16, 17 и 18. Но всё равно это ядра атома кислорода, потому что в ядрах таких атомов по 8 протонов (а именно по количеству протонов в ядре атома определяется какой это химический элемент) . У большинства химических элементов имеется по нескольку природных и искусственно полученных изотопов.

 

Изобары - это ядра атомов разных химических элементов, но с одной массой, то есть сумма протонов и нейтронов в таких ядрах равны.

 

Спин ядра складывается из спинов составляющих его частиц и представлен моментами количества движения ядерных частиц в ядре. ... И, наоборот, из нечетного числа, спин ядра является полуцелым. Атомные ядра имеют магнитные моменты. Магнитный момент ядра состоит из магнитныхмоментов ядерных частиц.

 

ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ ЯДЕРНЫЕ СИЛЫ, силы, удерживающие нуклоны (протоны и нейтроны) в ядре. Ядерные силы действуют только на расстояниях не более 10-13 см, в 100-1000 раз превышают силу взаимодействия электрических зарядов и не зависят от заряда нуклонов.

 

В основе всех моделей строения вещества до открытия нейтрона господствовала концепция электрического строения вещества. Электрическое взаимодействие связывало атомное ядро и электроны атомных оболочек. Атомное ядро считалось состоящим из протонов и электронов.

Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). Ядро – система связанных нуклонов, состоящая из Z протонов (масса протона в свободном состоянии m_p) и N нейтронов (масса нейтрона в свободном состоянии m_n).

 

Дефект массы — это разница между суммой масс всех нуклонов, содержащихся в ядре, и массой ядра. Дефект массы обусловлен энергией связи ядра E_св, которая выделяется в результате соединения нуклонов в ядра.Массу, соответствующую энергии связи ядра (т. е. дефект массы), можно найти с помощью уравнения Эйнштейна E = mc².

 

Я́дерная реа́кция — процесс образования новых ядер или частиц пристолкновениях ядер или частиц. Впервые ядерную реакцию наблюдалРезерфорд

в 1919 году, бомбардируя α-частицами ядра атомов азота, онабыла зафиксирована по появлению вторичных ионизирующих частиц, имеющих пробег в газе больше пробега α-частиц и идентифицированных какпротоны . Впоследствии с помощью камеры Вильсона были полученыфотографии этого процесса.