физика с 15-20 (1)


Билет 16

1) Полупроводни́к — материал, который по своей удельной проводимости занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения.Полупроводниковые приборы, ППП — широкий класс электронных приборов, изготавливаемых из полупроводников.К полупроводниковым приборам относятся:Интегральные схемы (микросхемы).Полупроводниковые диоды (в том числе варикапы, стабилитроны, диоды Шоттки),Тиристоры, фототиристоры,Транзисторы,Приборы с зарядовой связью,Полупроводниковые СВЧ-приборы (диоды Ганна, лавинно-пролетные диоды),Оптоэлектронные приборы (фоторезисторы, фотодиоды, солнечные элементы, детекторы ядерных излучений, светодиоды, полупроводниковые лазеры, электролюминесцентные излучатели),Терморезисторы, датчики Холла.)

2) Внешним фотоэффектом называется испускание электронов веществом под действием света. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.Законы внешнего фотоэффекта Закон Столетова: при неизменном спектральном составе света, падающего на фотокатод, фототок насыщения пропорционален энергетической освещенности катода .Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием светаВентильным фотоэффектом (фотоэффектом в запирающем слое) называется возникновение под действием света ЭДС (фото-ЭДС) в системе, состоящей из контактирующих полупроводника и металла или двух разнородных полупроводников (например в p-n переходе).

Билет 17

2)излучение и спектры

В обиходе инфракрасное излучение называют тепловым, так как для человека оно субъективно воспринимается как тепло. Примерные пределы теплового излучения: 7*10-7÷ 10-3м. В этих пределах находится тепловое или инфракрасное или термодинамическое излучение. В связи с этим следует иметь в виду, что законы, изучаемые для любого из выбранных диапазонов, применимы для любых других типов электромагнитных волн. Наиболее наглядно изучаются законы излучения, распространения или поглощения электромагнитных волн на примере световых волн. Поэтому иногда излучение называют свечением.

Физика с 15Излучение несёт энергию. В обычных условиях количество энергии (тепла), излучаемого телами равно количеству тепла, поглощаемому телами из окружающей среды. То есть тепловое излучение есть равновесное излучение. Данный закон относится к небиологическим телам. У биологических объектов излучение определяется химическими процессами, происходящими с поглощаемой пищей. Тела могут излучать электромагнитные волны под различными воздействиями.

Спектры излученияИзлучение оптических спектров показало, что сложные вещества (состоящие из разных атомов) при нагреве испускают электромагнитные волны Физика с 15всех длин в видимом диапазоне .

Билет 18

1)Электрический ток в полупроводниках.По значению удельного электрического сопротивления полупроводники занимают промежуточное положение между хорошими проводниками и диэлектриками.

Атомы германия на внешней оболочке имеют четыре слабо связанных электрона. Их называют валентными электронами. В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной, т. е. осуществляется парами валентных электронов.

При повышении температуры некоторая часть валентных электронов может получить энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Тогда в кристалле возникнут свободные электроны. Одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами. Эти вакансии получили название дырок. Вакантное место может быть занято валентным электроном из соседней пары, тогда дырка переместится на новое место в кристалле. При заданной температуре полупроводника в единицу времени образуется определенное количество электронно-дырочных пар. В то же время идет обратный процесс – при встрече свободного электрона с дыркой, восстанавливается электронная связь между атомами германия. Этот процесс называется рекомбинацией. Концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна концентрации дырок: nn = np. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется только у чистых (т. е. без примесей) полупроводников. Он называется собственной электрической проводимостью полупроводников.Необходимым условием резкого уменьшения удельного сопротивления полупроводника при введении примесей является отличие валентности атомов примеси от валентности основных атомов кристалла.Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную.Электронная проводимость возникает, когда в кристалл германия с четырехвалентными атомами введены пятивалентные атомы (например, атомы мышьяка, As).

Примесь из атомов с валентностью, превышающей валентность основных атомов полупроводникового кристалла, называется донорной примесью.

2)ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА.На границе раздела двух различных сред, если эта граница раздела значительно превышает длину волны, происходит изменение направления распространения света: часть световой энергии возвращается в первую среду, то есть отражается, а часть проникает во вторую среду и при этом преломляется. Луч АО носит название падающий луч, а луч OD – отраженный луч (см. рис. 1.3). Взаимное расположение этих лучей определяют законы отражения и преломления света.

Физика с 15Рис. 1.3. Отражение и преломление света.

Угол α между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела, восстановленным к поверхности в точке падения луча, носит название угол падения.

Угол γ между отражённым лучом и тем же перпендикуляром, носит название угол отражения.

Каждая среда в определённой степени (то есть по своему) отражает и поглощает световое излучение. Величина, которая характеризует отражательную способность поверхности вещества, называется коэффициент отражения. Законы отражения света:

1

Падающий луч, отражающий луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

2

Угол отражения γ равен углу падения α:γ = α

Зеркальное отражение света – это когда падающие на гладкую поверхность под определённым углом лучи света отражаются преимущественно в одном направлении .Отражающая поверхность в этом случае называется зеркало (или зеркальная поверхность).Плоское зеркало – это зеркало, отражающая поверхность которого представляет собой плоскость. Плоское зеркало даёт возможность видеть предметы, находящиеся перед ним, причём эти предметы кажутся расположенными за зеркальной плоскостью. В геометрической оптике каждая точка источника света S считается центром расходящегося пучка лучей (рис. 1.7). Такой пучок лучей называется гомоцентрическим.



БИЛЕТ 19

1)Переме́нный токэлектрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя своё направление в электрической цепи неизменным.Линза— деталь из оптически прозрачного однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения, например, сферическими или плоской и сферической.Плоские «линзы», изготовленные из материала с переменным показателем преломления, изменяющимся в зависимости от расстояния от центра.

2) Построение изображения в тонкой линзе.Есть три луча, удобных для построения изображения точечного источника света в тонкой линзе.Первый луч проходит через центр линзы. После линзы он не изменяет своего направления как для собирающей так и для рассеивающей линзы. Это справедливо только в том случае, если среда с обеих сторон линзы имеет одинаковый показатель преломления. Два других удобных луча рассмотрим на примере собирающей линзы. Один из них проходит через передний фокус, или его продолжение назад проходит через передний фокус . После линзы такой луч пойдет параллельно оптической оси. Другой луч проходит до линзы параллельно оптической оси, а после линзы через задний фокус.

БИЛЕТ 20

1) Электромагнитные колебания возникают в колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, присоединённой к обкладкам конденсатора. Процесс возбуждения электромагнитных колебаний в контуре сопровождается периодическим изменением заряда и напряжения на обкладках конденсатора и силы тока, протекающего через индуктивность.При колебательном процессе энергия электрического поля заряженного конденсатора WЭ=С U2/2 преобразуется в энергию магнитного поля в катушке индуктивности WМ= L I2/2 и обратно.Период и частота собственных колебаний в контуре определяются формулами:

Физика с 15; Физика с 15; Физика с 15.

Процесс распространения электромагнитных колебаний (электромагнитного поля) в пространстве с течением времени называют электромагнитной волной.

Скорость распространения электромагнитной волны в среде зависит от электрических и магнитных свойств этой среды

Физика с 15,

где c – скорость электромагнитных волн в вакууме; , – диэлектрическая и магнитная проницаемости среды.

Свойства электромагнитных волн: распространяются прямолинейно, отражаются, преломляются, поглощаются, интерферируют, дифрагируют, поляризуются подобно световым волнам (свету).

Генератором переменного тока называют машину, превращающую механическую энергию в энергию переменного электрического тока.

Под эффективным (действующим) значением переменного тока понимается значение такого постоянного тока, при котором на активном сопротивлении выделяется такая же мощность, как и при переменном, и численно равная Физика с 15, для переменного напряжения Физика с 15.

Трансформатором называют прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Принцип действия трансформатора основан на использовании явления электромагнитной индукции.Трансформатор состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника (магнитопровода), на который надеты две катушки с обмотками из медной изолированной проволоки, содержащие различное число витков. Ту обмотку, которую подключают к источнику переменного тока, называют первичной, а ту, к которой подключаются потребители электроэнергии называют вторичной. Формула для определения коэффициента трансформации выводится при разомкнутой вторичной обмотке:

Физика с 15,

где N1 и N2 – соответственно число витков первичной и вторичной обмоток.

2) Близорукость

БЛИЗОРУКОСТЬ — миопия — недостаток рефракции глаза, вследствие которого лица, страдающие им, плохо видят вдаль. При близорукости часто появляются т. наз. «летающие мушки», видимые самим близоруким в форме мелких сероватых точек, перемещающихся при движениях глазного яблока и обусловленных мелкими помутнениями в стекловидном теле глаза в результате происходящих в нем деструктивных изменений; серьезного значения эти мелкие помутнения не имеют. Для борьбы с близорукостью и предупреждения ее развития важно знать непосредственные причины, вызывающие близорукость. Занятия с предметами, находящимися на близком расстоянии от глаз , особенно при неблагоприятных условиях освещения рабочего места, заставляющих чрезмерно приближать глаза к рассматриваемому предмету, способствуют развитию близорукости у лиц, расположенных к этому. Причинами чрезмерного приближения рассматриваемого объекта к глазам, кроме плохого освещения, может быть неудовлетворительное оформление книги (плохая бумага, мелкий шрифт и т. п.), неправильная посадка за рабочим столом, а иногда просто дурная привычка. Влияние всех этих моментов особенно сильно сказывается в школьном возрасте в силу большей податливости белочной оболочки глаз у молодых людей. Особенно важно следить, чтобы дети школьного возраста не приближали предметы занятий к глазам и не наклоняли сильно голову вперед (книзу). В школах для этого необходимы: достаточное и рациональное естественное (а также и искусственное) освещение; класс считается достаточно освещенным, если каждый ученик видит со своего моста хоть кусочек неба; правильное устройство парт (столов) и скамеек — стол должен быть наклонным, скамейка со спинкой, край сиденья вднинут под край стола, при таких условиях ученик сидит прямо и не наваливается на стол; учебники с четким шрифтом; перерывы в занятиях, чтобы дать необходимый отдых глазам. Соблюдение этих правил гигиены зрения необходимо не только в школе, но и дома; особенно вредно чтение в постели, да еще и при плохом освещении. Кроме этих специальных мер, большое значение имеют и общие гигиенические меры — хорошая вентиляция рабочих помещений, занятия физкультурой и т. п.Коррекция близорукости очками прежде всего улучшает зрение близорукого глаза; кроме того, пользование очками улучшает кровоснабжение глаза и восстанавливает правильное соотношение в работе внутренних и внешних его мышц. Очки следует назначать по возможности раньше и притом для постоянного ношения. Хотя таким путем и не всегда удается предупредить дальнейшее развитие близорукости, но увеличение близорукости оказывается значительно меньшим, чем при отсутствии коррекции, а также предупреждается развитие косоглазия. Как правило, при слабых и средних степенях близорукости очки переносятся хорошо; при высоких степенях близорукости иногда приходится назначать двое очков: одни для дали, другие для близи, для занятий. При высокой близорукости и значительном снижении остроты зрения в ряде случаев назначают т. наз. телескопические очки в виде маленького бинокля, надеваемого подобно обычным очкам.При осложненной близорукости, помимо ношения очков, врачом назначается специальное лекарственное лечение; иногда приходится прибегать к операции. Следует рекомендовать воздержание от алкоголя, избегать физических напряжений и приливов крови к голове; пользоваться при ярком солнечном освещении затемненными очками; важное значение имеет также режим работы — после каждых 45-50 мин. зрительной работы давать на 10-15 мин. отдых глазам.ДАЛЬНОЗОРКОСТЬ, гиперметропия,— недостаток преломляющей способности оптических сред глаза, вследствие которого параллельные лучи света, идущие от далеких предметов, после преломления их в оптической системе глаза сходятся в фокусную точку не на сетчатой оболочке глаза, что является необходимым условием ясного зрения, а позади нее; таким образом, на сетчатой оболочке получаются нечеткие изображения рассматриваемых предметов. При упорных головных болях у школьников всегда необходимо обратиться к глазному врачу для исследования рефракции глаз и в случае обнаружения дальнозоркости пользоваться соответствующими очками. У дальнозорких привычное постоянное напряжение аккомодации, необходимое при зрении вдаль, а тем более для зрения вблизи, может скрывать (особенно у молодых людей с достаточной силой аккомодации) некоторую часть дальнозоркости. Поэтому у молодых людей для выяснения истинной степени имеющейся дальнозоркости приходится нередко прибегать к предварительному впусканию в глаз капель атропина для временного выключения аккомодации. При более или менее значительной дальнозоркости нередко создаются условия для развития сходящегося, т. наз. содружественного, косоглазия.Дальнозоркие глаза считаются несколько более предрасположенными к глаукоме, чем глаза других рефракций.Для коррекции дальнозоркости применяют выпуклые стекла, усиливающие преломляющую способность дальнозоркого глаза. Назначение очков особенно необходимо при наличии явлений утомления глаз и при наклонности к косоглазию, а также при уже развившемся в связи с дальнозоркостью косоглазии. Очки безусловно необходимы и в тех случаях дальнозоркости, когда без них зрение оказывается неполным и очки улучшают его.




Предыдущий:

Следующий: