Реферат: Электрический ток в неметаллах - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Электрический ток в неметаллах

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 94 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Министерство о бщего и профессионального образования РФ Каменск – Ур альский Филиал Уральского Государственного техническ ого Университета Кафедра физики Реферат на тему : “Электрический ток в неметаллах” Руководитель : Торопов Н . А. студент группы РТ -115к Лугинин И . В. Каменск – Уральский 2002 Содержание Раздел Лист 1. Электролиты . Элект ролиз. 1.1. Законы электрол иза 1 1.2. Применение элек тролиза 3 2. Электрический ток в газах 2.1. Ионизация газов 4 2.2. Самостоятельный и не самостоятельный разряды 2.2.1. Тлеющий разряд 5 2.2.2. Искровой разряд 6 2.2.3. Электрическая дуга 8 2.2.4. Коронный разряд 8 3. Термоэлектрические явления 3.1. Явление Зеебека 10 3.2. Явление Пельте 11 3.3. Явление Томсона 11 4. Эмиссионные явления , их применение 4.1. Термоэлектрическая эм иссия 12 4.2. Фотоэлектрическая эмиссия 13 4.3. Вторичная электрическая эмиссия 13 4.4. Авто электричес кая эмиссия 14 Литература 15 1. Электролиты . Электролиз. 1.1. Законы электролиза Электролиты - вещества , растворы ил и расплавы которых проводят эле ктрический ток . Электролиты - класс проводников , в кот орых электрический ток всегда сопровождается их химическими изменениями . К электролитам от носят , например , растворы солей , кислот и щ елочей . Электролитами также являются в ряде случаев расплавы каких-л и бо веществ или соединений. Электролиз - выде ление вещества на электродах при прохождении через раствор (электролит ) электрического ток а. Законы электролиза. Законы электролитической проводим ости были экспериментально установлены Фарадеем в 1836 г . этих зак онов два. Первый закон Фарадея относится к связи между количеством выделившегося вещества на электроде , силой тока и временем прохождени я тока через электролит . Этот закон имеет следующий смысл : масса выде лившегося на электроде вещества M пропорциональна с иле тока I и временем его прохождения через электролит t . , где k - коэ ффициент пропорциональности , зависящий только от рода выделившегося вещества и электролита. Произведение с илы тока I на время t представляет собой количество вещ ества Q , прошедшее через элект ролит : It = Q , откуда первому закону Фарадея можно придать вид : M = kQ , т.е . масса выделившегося вещества M пропорциональна прошедшему через электролит количеству элект ричества Q . Коэффициент k называется электрохимическим эквивалентом выделяемого вещества. Та к как при Q =1 численно имеем : M = k , то , следовательн о , электрохимический эквивалент численно равен массе вещества , выделившегося при прохождении через электролит единицы количества вещества . Второй закон Фарадея определяет величину электрохимического эквива лента k . Химическим эквивалентом элем ента называется безразмерная величина , численно равная массе данного элемента , выраженная в граммах , кото рая замещает в химических соединениях 1,0078 г водорода. Второй закон Фарадея состоит в том , что электрохимические эквиваленты элементов пропорциональны их химическим эквивалентам. , где А – атомный вес вещества п – его валентность С – коэффициент пропорцио нальнос ти , одинаковый для всех элементов. Обычно вместо коэффициента С вводят величину , обратн ую : тогда второй закон Фарадея примет вид : Величина F называется числом Фар адея . Подставляя значение электро химического эквивалента k из этой фо рмулы в выражение для первого закона Фара дея , получим формулу , объединяющую оба за кона Фарадея : отсюда след ует , что если выделяется один грамм-эквивалент вещества , т.е . масса М , численно равная А /п, то Q должно численно равняться F . Таким образом , число Фарадея F численно равно количеству электричества Q , при прохождении которого через э лектролит на электроде выделяется один грамм- эквивалент вещества. 1.2. Применение элек тролиза Как извест но , два одинаковых металлических электрода , по груженных в электролит , после прохождения чер ез них электрического тока поляризуются и образуют гальванический элемен т , который сам некоторое время может служить источник ом электрического тока . Таким образом , создава я систему из двух одинаковых проводников первого рода (электролита ), мы получим аккумуля тор. Однако чтобы аккумулятор оказался практич ески ценным , он должен удовлетворять дву м условиям : а ) поляризация электродов должна быть устойчива, б ) процессы , происходящие в аккумуляторе , должны быть обратимы. Первый технический аккумулятор представлял собой две свинцовые пластины , погруженные в водяной р аствор серной кисл оты (Н SO ). Свинцовые пластин ы , вступая в реакцию с серной кислотой , покрываются слоем сернокислового свинца PbSO . При проп ус кании через него ток от внешнего источник а (зарядка ) отрицательные ионы SO перемещаются к аноду и превращают сульфат в перекись свинца : PbSO +SO +2H O = PbO +2H SO +2e Положительные водородные ионы перемещаются к катод у и восстанавливают сульфат в металлический синец : PbSO +2H +2e = Pb + H SO . Таким обра зом , создается резкая несимметрия электродов : один из них свинцовый , другой – из пе рекиси свинца . Аккумулютор “заряжен” , и предст авляе т собой гальванический элемент , спос обный служить источником тока. Давая ток во внешнюю цепь , аккумулятор разряжается , процессы протекают в нем в обратном порядке . В конце разряжения обе пластины оказываются покрытыми одинаковыми с лоями сульфата свинца , и Э.Д.С . аккумулято ра спадает до нуля. 2. Электрический ток в газах 2.1. Ионизация г азов Газы в естественном состоянии не проводят электричества . Если поместить в сухо м атмосферном воздухе хорошо изолированное за ряженное тело , например заряженный электроме тр с хорошей изоляцией , то заряд электроме тра долгое время практически остается неизмен ным. Однако , подвергая газ различным внешним воздействиям , можно вызвать в нем электропр оводность . Так , например , помещая вблизи заряже нного электрометра пламя горелки , можно видеть , что заряд электрометра быстро уменьша ется . Мы сообщили газу электропроводность , соз давая в нем высокую температуру . Если бы вместо пламени горелки мы поместили вбли зи электрометра подходящий источник света , мы также наблюдали бы ут е чку за рядов с электрометра. Это показывает , что в газах под влиянием высокой температуры и различных излучений появляются заряженные частицы . Они возникают потому , что от атомов газа от щепляется один или несколько электронов , в результате чего вместо нейтр ального ат ома возникают положительный ион и электроны . Часть образовавшихся электронов может быть при этом захвачена другими нейтральными атомами , и тогда появятся еще и отрицатель ные ионы. Отрыв электрона от атома (ионизация ат ома ) требует затраты определ енной энергии - энергии ионизации . Она зависит от строен ия атома и поэтому различна для разных веществ. После прекращения действия ионизатора чис ло ионов в газе с течением времени ум еньшается и конце концов ионы исчезают во все . Исчезновение ионов объясняет ся тем , что ионы и электроны участвуют в тепло вом движении и поэтому соударяются друг с другом . При столкновении положительного иона и электрона они воссоединяются в нейтрал ьный атом . Точно так же при столкновении положительного и отрицательного ионов отр и цательный ион может отдать свой избыточный электрон положительному иону и оба они превратятся в нейтральные атомы . Это процесс взаимной ионизации ионов назыв ается рекомбинацией ионов . При рекомбинации положительного иона и электрона или двух ионов высвобож даетс я определенная энергия , равная энергии , затрач енной на ионизацию . Она излучается в виде света , и поэтому рекомбинация ионов сопро вождается свечением (свечение рекомбинации ). Если концентрация положительных и отрицательных и онов велика , то и число еж е сек ундно происходящих актов рекомбинации будет б ольшим , и свечение рекомбинации может быть очень сильным . Излучение света при рекомбин ации является одной из причин свечения мн огих форм газового разряда. Ионизация элект ронными ударами. В явлениях электричес кого разряд а в газах большую роль играет ионизация атомов электронными ударами . Процесс заключаетс я в том , что движущийся электрон , обладающ ий достаточной кинетической энергией , при соу дарении с нейтральным атомом выбивает из него один или несколько атомн ы х электронов , в результате чего нейтральный а том превращается в положительный ион , а в газе появляются новые электроны. Опыты Джеймса Франка и Густава Герца . Исследуемый газ при давлении порядка 0,1 - 0,01 мм рт.ст . вводится в с теклянную трубку , которая с начала откачив ается до высокого вакуума (для удаления др угих газов ). Трубка имеет накаливаемый катод , сетку и коллектор ионов . На сетку подается положительный ( относительно катода ) потенциал , который можно изменять при помощи делителя напряжения и изме рять вольтметром . На коллектор и онов накладывается отрицательный потенциал , на 0,5 - 1,0 В больший , чем потенциал катода . Эта небольшая разность потенциалов снимается с де лителя напряжения , положительный конец которого соединен с катод ом. Расстояние като д-сетка в таких тру бках делают значительно меньшим , чем расстоян ие сетка-коллектор , и подбирают давление газа так , чтобы средняя длина свободного пробе га электронов в газе была больше расстоян ия между сеткой и катодом . Поэтому электро ны , испущенные катодо м , движутся в пространстве катод-сетка практически без соудар ений , и если разность потенциалов (выраженная в вольтах ), между сеткой и катодом ра вна , то каждый электрон приобретает кинетичес кую энергию (выраженную в электрон-вольтах ). Эле ктроны , ускоренн ы е сеткой , испытывают затем соударения с атомами газа в пр остранстве между сеткой и коллектором . Так как потенциал коллектора ниже , чем потенциал катода , то в отсутствии ионизац ии все электроны тормозятся , не долетая до коллектора , и поэтому ток через га льванометр равен нулю . Если , однако , постепенно повышать разность потенциалов между сеткой и катодом , то , когда энергия электронов сделается рав ной энергии ионизации , то в пространстве с етка - коллектор появятся положительный ионы . П оэтому , измеряя наи меньший потенциал сетк и , при котором впервые появляется ток колл ектора , можно найти энергию ионизацию атомов исследуемого газа. Метод Франка и Герца не является единственным методом измерения энергии ионизации . Она может быть определена также из и сследован ия линейчатых спектров свечения разреженных газов и паров , причем с доволь но большой точностью . Значения энергии иониза ции , найденные по спектрам , хорошо совпадают с ее значениями , определенными методом элек тронных ударов. 2.2. Самостоятельный и несамост оятельный разряд 2.2.1. Тлеющий разряд Тлеющий разряд удобно наблюдать при пониженном давлении газа . Если к электрод ам , впаянным в стеклянную трубку длиной 30-50 см , приложить постоянное напряжение в несколь ко сот ампер и затем постепенно откачиват ь воздух из трубки , то наблюдается с ледующее явление : при атмосферном давлении пр иложенное напряжение недостаточно для пробоя газа и трубка остается темной . При уменьше нии давления газа в некоторый момент в трубке возникает разряд , имеющий вид светящ егося шнура. При дальнейшем уменьшении давления этот шнур расширяется и заполня ет все сечение трубки . Особое значение в тлеющем разряде имеют только две его части - катодное те мное пространство и тлеющее свечение , в ко торых и происходят основные процессы , поддерж ивающ ие разряд. Характерным для тлеющего разряда является особое распределение потенциала по длине трубки . Его можно определить , впаивая в трубку ряд дополнительных электродов - зондов , расположенных в различных местах трубки , и присоединяя между катодом и соот ветств ующим зондом вольтметр с большим сопротивлени ем . Почти все падения потенциала в разряде приходятся на область катодного темного пространства . Эта разность потенциалов между катодом и границей тлеющего свечения получил а название катодного падения по т е нциала. Существование катодного темного пространства объясняется тем , что электроны начинают с талкиваться с атомами газа не сразу , а лишь на некотором расстоянии от катода . Ширина катодного темного пространства приблизите льно равна средней длине свободног о п робега электронов : она увеличивается с уменьш ением давления газа . Следовательно , в катодном темном пространстве электроны движутся практ ически без соударения. Катодное падение потенциалов необходимо д ля поддержания тлеющего разряда . Именно благо даря ег о наличию положительные ионы п риобретают необходимую энергию для образования интенсивной вторичной электронной эмиссии с катода , без которой тлеющий разряд не м ог бы существовать . Поэтому катодное падение потенциала есть наиболее характерный признак тлеющ е го разряда , отличающий эту форму газового разряда от всех других форм. Тлеющий разряд широко используют в ка честве источника света в различных газоразряд ных трубках . В лампах дневного света излуч ение тлеющего разряда поглощается слоем специ альных веществ , нанесенных на внутреннюю поверхность трубки , которые под действием п оглощенного излучения в свою очередь начинают светиться . Такие трубки оказываются более экономичными нежели обычные лампы накаливания. Газоразрядные трубки применяются также дл я рекламных и декоративных целей , для чего им придают очертания различных фигур и букв . Наполняя трубки различными газами , можно получить свечение разной окраски . В лабораторной практике используют тлеющи й разряд для катодного распыления металлов , так как вещество ка тода в тлеющем разряде постепенно переходит в парообразное состояние и оседает в виде металлическог о налета на стенках трубки . 2.2.2. Искровой разря д При достаточно большой напряженности поля (около 3 МВ /м ) между электродами п оявляется электрическая и скра , имеющая ви д ярко светящегося извилистого канала , соедин яющего оба электрода . Газ вблизи искры наг ревается до высокой температуры и внезапно расширяется , отчего возникают звуковые волны , и мы слышим характерный треск . Описанная форма газовог о раз ряда носит название искрового разряда или искрового пробоя га за . При наступлении искрового разряда газ внезапно утрачивает свои диэлектрические свойств а и становится хорошим проводником . Напряженн ость поля , при которой наступает искровой пробой газа , имеет различное значение у разных газов и зависит от их состоян ия (давления , температуры ). Чем больше расстояни е между электродами , тем большее напряжение между ними необходимо для наступления искр ового пробоя газа . Это напряжение называется напряжением пр обоя . Зная , как зависит напряжение пробоя от расстояния между эл ектродами какой-либо определенной формы , можно измерить неизвестное напряжение по максимально й длине искры . На этом основано устройство искрового вольтметра для грубой больших напряжений. Он состоит из двух металлических шаров , закрепленных на стойках 1 и 2, 2-я стойк а с шаром может приближаться или удалятьс я от первой при помощи винта . Шары при с оединяют к источнику тока , напряжение которого требуется измерить , и сближают их до появления искры . Измеряя расстояние пр и помощи шкалы на подставке , можно дать грубую оценку напряжению по длине искры (пример : при диаметре шара 5 см и расстоя нии 0,5 см н а пряжение пробоя равно 17,5 кВ , а при расстоянии 5 см – 100 кВ ). В озникновение пробоя объясняется следующим образо м : в газе всегда есть некоторое число ио нов и электронов , возникающих от слу чайных причин . Однако , число их настолько мало , что газ практически не проводит элек тричества . При достаточно большой напряженности поля кинетическая энергия , накопленная ионом в промежутке между двумя соударениями , мож е т сделаться достаточной , чтобы ио низировать нейтральную молекулу при соударении . В результате образуется новый отрицательный электрон и положительно заряженный остаток – ион. Свободный электрон 1 при соударении с нейтральной молекулой расщепляет ее на элек трон 2 и свободны й положительный ион . Электроны 1 и 2 при даль нейшем соударении с нейтральными молекулами с нова расщепляет их на электроны 3 и 4 и свободные положительные ионы , и т.д. Такой процесс ионизации называют ударной ионизацией , а ту работ у , которую нужно затратить , чтобы произвести отрывание электрона от атома – работой ионизации . Работа ионизации зависит от строения атома и поэтому различна для разных га зов . О бразовавшиеся под влиянием ударной ионизации электроны и ионы увеличивает число зарядов в газе , причем в свою очередь они п риходят в движение под действием электрическо го поля и могут произвес ти ударную ионизацию новых атомов . Таким образом , проце сс усиливает сам себя , и ионизация в г азе быстро достигает очень большой величины . Явление аналогично снежной лавине , поэтому этот процесс был назван ион ной лавиной . Образование ионной лавины и ест ь процесс искрового пробоя , а то минимальн ое напряжение , при котором возникает ионная лавина , есть напряжение пробоя . Таким образом , при искровом пр обое причина ионизации газа заключается в разрушении атомов и молекул при соударения х с иона ми (ударная ионизация ). 2.2.3. Электрическая дуга Если после зажигания искового разряд а постепенно уменьшат сопротивление цепи , то сила тока в искре будет увеличиваться . Когда сопротивление цепи станет достаточно малым , возникает новая форма газового разр яда , называемая дуговым разрядом . При этом сила тока резко увеличивается , а напр яжение на разрядном промежутке уменьшается до нескольких десятков вольт . Это показывает , что в разряде возникают новые процессы , сообщающие газу очень большую проводимость . В настоящее время электрическую дугу чаще всего получают между специальным и угольными электродами . Наиболее горячим мес том дуги является углубление , образующееся на положительном электроде и называемое “кратер ом дуги” . Его температура равна 4000 К , а при д а влении в 20 атм превышает 7000 К . Дуговой разряд возникает во всех случ аях , когда вследствие разогревания катода осн овной причиной ионизации газа становится терм оэлектронная эмиссия . Например , в тлеющем разр яде положительные ионы , бомбардирующие катод , не только вызывают вторичную эмиссию эл ектронов , но и нагревают катод . Поэтому , ес ли увеличивать силу тока в тлеющем разряд е , то температура катода увеличивается , и когда она достигает такой величины , что на чинается заметная термоэлектронная эмиссия , тлеющ и й разряд переходит в дуговой . П ри этом исчезает и катодное падение потен циала. Электрическая дуга является мощным источн иком света и широко применяется в проекци онных , прожекторных и других установках . Расхо дуемая ею удельная мощность меньше , чем у ламп на каливания . В качестве источников света употребляют также дуговые лампы высокого давления . За жигание дуги производится разрядом от источни ка высокого напряжения с помощью третьего электрода . Вследствие высокой температуры дуги ее применяют для сварки и р езань я металлов . Автоэлектронные дуги с ртутным катодом применяют для выпрямления переменного электрического тока. 2.2.4. Коронный разряд Разряд , получивший такое название , наб людается при сравнительно высоких давлениях г азов в сильно неоднородном поле . Для получения значительной неоднородности поля эле ктроды должны иметь очень неодинаковую поверх ность , то есть , один - очень большую , другой - очень малую. Линии напряженности электрического поля сгущаются по мере приближения к проволок е , а , следовательно , напряженность поля в озле проволоки имеет наибольшее значение . Ког да она достигает приблизительно 3*10 6 В /м , между проволоко й и цилиндром зажигается разряд и в ц епи появляется ток . При этом возле проволо ки возникает свечение , имеющее вид оболочки или короны , окружающей проволоку , откуда и произошло название разряда. Коронный разряд возникает как при отр ицательном потенциале на проволоке (отрицательная корона ), так и при положительном (положите льная корона ), а также при переменном напр яжении между проволокой и цилиндром . При увеличении напряжения между проволокой и цилиндром растет и ток в коронном разр яде . При этом увеличивается толщина светящего ся слоя короны. Процессы внутри короны сводятся к сле дующему : если проволока заряжена отрицательно , то по достиже нии напряженности пробоя у поверхности проволоки зарождаются электронны е лавины , которые распространяются от проволо ки к цилиндру . В случае положительной коро ны электронные лавины зарождаются на внешней поверхности короны и движутся по направл ению к прово л оке. Коронный разряд возникает не только в озле проволок , но и возле любых проводнико в с малой поверхностью . Корона возникает т акже в природе под влиянием атмосферного электрического поля и появляется на верхушках деревьев , корабельных мачт и т.п . 3. Термоэлектрические явления и их при менение 3.1. Явление Зеебека Температура — один из важнейших контролируемых параметров технологических процессов практически во всех отраслях народного хозяйства . Большая часть всех температурных измерений приходится на долю термоэлектрических преобразователей , пр инцип действия которых основан на явлении Зеебека. В 1821 году немецкий ученый , уроженец г . Ревеля (ныне Таллин ), Т . Й . Зеебек (1770-1831) обна ружил , что если спаи двух разнородных мета лл ов , образующих замкнутую электрическую цепь , имеют неодинаковую температуру , то в цепи протекает электрический ток . Изменение з нака у разности температур спаев сопровождает ся изменением направления тока. Этот факт послужил основой для создан ия устройства , чувствительным элементом кото рого является термопара — два проводника из разнородных материалов , соединенных между собой на одном (рабочем ) конце , другие дв а (свободные ) конца проводников подключаются в измерительную цепь или непосредственно к измерительн о му прибору , причем темп ература свободных концов заранее известна . Те рмопара образует устройство (или его часть ), использующее термоэлектрический эффект для из мерения температуры . Под термоэлектрическим эффек том понимается генерирование термоэлектродвижуще й силы (термоЭДС ), возникающей из-за разности температур между двумя соединениями различных металлов и сплавов (рис . 1), образую щих часть одной и той же цепи. рис . 1. Термо ЭДС те рмопары обусловлена тремя причинами . Первая з аключается в зависимости уровня Ферми энергии электронов в проводнике от температуры , ч то приводит к неодинаковым скач кам по тенциала при переходе из одного металла в другой в спаях термопары , находящихся при разных температурах . Во-вторых , при наличии градиента температуры электроны в области горячего конца проводника приобретают более в ысокие энергии и подвижность . Вдол ь проводника возникнет градиент концентрации электронов с повышенными значениями энергии , что повлечет за собой диффузию более быстрых электронов к холодному концу , а более медленных к горячему . Но диффузионный поток быстрых электронов будет больше . Кр оме т ого , при наличии градиента температуры вдоль проводника возникает дрейф фотонов — квантов энергии колебаний кристалл ической решетки . Сталкиваясь с электронами , фо тоны сообщают им направленное движение от более нагретого конца проводника к более холодному. Последние два процесса пр иводят к избытку электронов вблизи холодного конца и недостатку их вблизи горячего конца . В результате внутри проводника возни кает электрическое поле , направленное навстречу градиенту температуры . Таким образом , термо ЭДС термопар ы возникает только из-за наличия продольного градиента температуры в проводниках , составляющих пару. 3.2. Явление Пельте Эффект Пельте обр атен явлению Зеебека. При протекании тока в цепи из раз личных проводников , в местах контактов , в дополнение к теплоте Д жоуля , выделяется или поглощается , в зависимости от направлен ия тока , некоторое количество теплоты Q , пропорциональное про текающему через контакт количеству э лектр ичества (то есть силе тока I и времени t ) : Q =П / t . Коэффициент П зависит от природы находящихся в контакте материалов и температуры (коэффициент Пельте ). 3.3. Явление Томсона Эффект Томсона , од ин из термоэлектрических явлений . Он состоит в том , что если вдоль проводника , по которому проходит электрический ток , существ ует перепад температур , то в дополнение к теплоте , выделяемой в соответствии с зако ном Джоу ля-Ленца , в объёме проводника выделяется или поглощается (в зависимости от направления тока ) дополнительное количество теплоты Q (теплота Томсона ), пропорциональная силе тока I , времени t , перепаду температур ( T 2 — T 1 ): Q= t ( T 2 — T 1 ) lt . Открыт У . Томсоном (л ордом Кельвином ) в 1856. Коэффициент Томсона t зависит от природы материала. 4. Эмиссионные явления , их применение 4.1. Термоэлектрическая эмиссия Вакуум является х орошим диэлектриком , так как в нем нет свободных носителей зарядов . Чтобы через вакуум прошел ток в него нужно внест и свободную заряженную частицу . Это можно сделать с помощью термоэлектронной эмисии . Рассмотрим это явление на примере лам пы . В лампу впаивается металлический проводни к по нему пропускается электри ческий ток , проводник нагревается и из него вылет ают электроны . Происходит и обратный процесс – электроны возвращаются в проводник – процесс рекомбинации. Если в лампу впаять анод , то элект роны начнут двигаться к аноду , в лампе пойдет ток. Вывод : ток в вак ууме представляет собой направленное движение заряженных части ц (электронов ). Работа лампы диода основана на управл ении движения электронами. Лампа диод состоит из : 1. Катод 2. Анод. При подачи на анод положительного заряда по лампе пойдет ток . Если увел ичить напряжение на аноде , ток увеличится , так как увеличится количество электронов движущихся в сторону катода и увеличивается скорость движения э лектронов. Но ток увеличивается не до бесконечно сти , начиная с некоторого напряжения U сколько бы не увеличивать напряжение на аноде , величина т ока в лампе остается постоянным , возникает ток насыщения . Это объясняется тем , что при данных условиях катод (+) выделяет пр имерно одинаковое количество электронов , и все они движутся к аноду (-). Ток насыщения можно увеличить несколькими способами : 1. Увеличить температуру подогревателя (сгор ит подогрев ). 2. Покрывают катод оксид ом Ba или Sr , эти вещества легко выделяют электр оны. Лампа диод облада ет односторонней проводимостью (когда на анод подают положительный заряд ) поэтому лампу диод применяют в качестве выпрямителя. Работа лампы триода основана на управ лении током в лампе , для этого внутри лампы ставится сетка. Триод сост оит из : 1. Сетка 2. Анод 3. Катод 4. Подогрев. Сетка всегда заря жена отрицательно и ставится ближе к като ду , так чтобы при малых напряжениях на сетке поле между катодом и сеткой было достаточно большим . На сетку можно подать такое напряжени е , что ни оди н электрон не пройдет до анода . Такое напряжение называется зап ирающим . С уменьшением напряжения на сетке ток в лампе возрастает . Если на сетке “0” , в лампе возникает ток насыщения . Нап ряжение на сетке регулируют при помощи си гнала . При не больших изменен и ях напряжения на сетке сильно изменяется то к в лампе . Чтобы снять с лампы большое напряжение ставится нагрузочное сопротивление – резистор . По з акону Ома : U =I Лампа увеличивает напряжение примерна в 100 раз . Применяется в качестве усилителя. Сетка всегда должн а быть заряжена отрицательно или произо йдет искажение сигнала. 4.2. Фотоэлектрическая эмиссия Явление внешнего ф отоэффекта состоит в испускании (эмиссии ) элек тронов с поверхности тела под действием с вета ; для этого явления экспериментально уста новленные зависимости объединяются квантовой теорией света . Свет есть поток квантов ; кванты света , попадая в вещество , поглощаются им ; избыточная энергия передается электронами , которые получают возможность покинуть это вещество - конечно , если энергия кванта боль ш е , чем работы выхода электрона (см . "Электронная эмиссия "). Заметим , что квант овый характер света проявляющийся в явлении фотоэффекта , не следует понимать как отри цание волновых свойств света ; свет есть и поток квантов , и электромагнитная волна - просто в зависимости от конкретного явления проявляются или квантовые , или волн овые свойства . На основе внешнего фотоэффекта создан ряд фотоэлектронных приборов (фотоэле менты различного назначения , фото катоды , фото умножители и т.д .). Внешний фотоэффект игра ет бо л ьшую роль в развитии эл ектрических зарядов ; фотоэффект в газах опред еляет распространение электрического заряда в газах при больших давлениях обуславливая в ысокую скорость распространения стримерной формы разряда 4.3. Вторичная эле ктрическая эмиссия Втор ичная эл ектронная эмиссия , испускание элект ронов поверхностью твёрдого тела при её б омбардировке электронами . Открыта в 1902 немецкими физиками Аустином и Г . Штарке . Электроны , бомбардирующие тело , называются первичными , исп ущенные - вторичными . Часть перв ичных элект ронов отражается телом без потери энергии (упруго отражённые первичные электроны ), остальн ые - с потерями энергии (неупруго отражённые электроны ), расходуемой в основном на возбуж дение электронов твёрдого тела , переходящих на более высокие уровн и энергии . Если их энергия и импульс о казываются достаточно большими для преодоления потенциал ьного барьера на поверхности тела , то электроны покидают поверхность тела (истинно вторичные электроны ). Все три гру ппы электронов присутствуют в регистрируемом потоке вторичных электронов. Количественно В . э . э . характеризует ся коэффициентом В . э . э . у = i вт / i п , где - i вт ток , образованный вторичными электронами, i п - ток первичных электронов , коэффициент упругого r = i r / i п и неупругого з = i з / i п отражения электр онов , а также коэффициентом эмиссии истинно вторичных электронов д = i д / i п ( i r , i з , i д - токи, соответствующие упруго отражённым , неупруго отражённым и истинно вторичным электронам , i вт = i r + i д + i д ). Коэффициент у , r, з и д з ависят как от энергии первич ных электронов E п и угла их падения , так и от химического состава , метода изготовления и состо яния поверхности облучаемого образца . В металлах , где плотность электронов проводимости велика , образовавшиеся вторичные электроны и меют малую вероятность выйти наружу . В диэлектриках , где концентрация электронов проводим ости мала , вероятность выхода вторичных элект ронов больше . Вместе с тем вероятность вых ода электронов зависит от высоты потенциального барьера на поверхности . В результате у ряда неметаллических веществ (окислы щёло чноземельных металлов , щелочно-галоидные соединения ) у > 1. У специально изготовленных эффективных эми ттеров (инт ерметаллические соединения типа сурьмяно-щелочных металлов , специальным образом активированные сп лавы CuAlMg, AgAlMg, AgAlMgZi и др .) s 1. У металлов же и соб ственных полупроводников значение сравнительно невелико . У у глерода (сажи ) и окислов переходных металлов у < 1 ,и они мо гут применяться как анти эмиссионные покрытия . 4.4. Авто эл ектрическая эмиссия Автоэлектронная эмисс ия - квантово-механическое явление . Ее эмиссионная способность в миллионы раз больше , чем у всех других известных видов эмиссии . Сейчас это явление переживает второе рождение в связи с его замечательными применениям и в микроскопии , электронной голографии атомного разрешения , наноэлектронике. Под электронной эмиссией понимается испускание электронов из твердого тела или какой-либо другой среды . Наибольший интерес представляет эмиссия электронов в вакуум . Т ело , из кото рого испускаются электроны , называется катодом . Электроны не могут само произвольно покинуть поверхность катода , так как для этого надо совершить работу проти в внутренних сил , удерживающих их на грани це раздела катод-вакуум . Таким образом , для того чтобы в ы свободить электроны из катода , необходимо затратить энергию . По способу , которым эта энергия передается к атоду , эмиссионные процессы называются термоэмисс ией , когда энергия передается электронам при нагревании катода за счет тепловых колеб аний решетки ; вт о ричной электронной эмиссией , когда эта энергия передается друг ими частицами (электронами или ионами , бомбард ирующими катод ); фотоэлектронной эмиссией , при которой электроны выбиваются квантами света , и т.п. Автоэлектронной эмиссией называется явление испус кания электронов в вакуум с поверхности твердого тела или другой среды под действием очень сильного электрического поля напряженностью F = 107-108 В /см . Для того чтобы создать такие сильные электрические поля , к обычным макроскопическим электродам н еобход и мо было бы прикладывать на пряжения в десятки миллионов вольт . Практичес ки автоэлектронную эмиссию можно возбудить пр и гораздо меньших напряжениях , если придать катоду форму тонкого острия с радиусом вершины в десятые или сотые доли микрона . Сейчас реализо в аны условия , когд а при микроскопических расстояниях катод-анод , равных единицам или долям микрона , и очен ь малых радиусах кривизны катода r = 20-50 Б (1 Б = 10- 8 см ) авто эмиссию удается получать при напряжениях всего в сотни и даже дес ятки вольт . Среди э миссионных явлени й авто эмиссия занимает особое место , так как это чисто квантовый эффект , при к отором для высвобождения электронов из катода не требуется затрат энергии на сам э миссионный акт в отличие от термо -, фото - и вторичной эмиссии. Работа против с ил , удерживающих электрон внутри катод а , обычно представляется в виде энергетическо й диаграммы . Совершение работы против удержив ающих сил равнозначно тому , что электрону требуется преодолеть потенциальный барьер U, создан ный этими силами . Основными силами, удерж ивающими электрон на поверхности катода , явля ются так называемые силы зеркального изображе ния , связанные с тем , что электрон , покидаю щий катод , поляризует электронный газ внутри твердого тела таким образом , как будто он создает внутри положительный з аряд , равный по абсолютной величине заряду эмитированного электрона . Взаимодействие между этими зарядами осуществляется по закону Кулон а. Литература 1. Елинсон М.И ., Васильев Г.Ф . Автоэ лектронная эмиссия / Под ред . Д.В . Зернова . М .: Гос . изд . физ.-мат . ли т ., 1958. 272 с. 2. Модинос А . Авто -, термо - и вторично-эл ектронная эмиссионная спектроскопия : Пер . с ан гл . / Под ред . Г.Н . Фурсея . М .: Наука , 1990. 320 с. 3. Добрецов Л . Н ., Гомоюнова М . В ., Эмиссионная электроника , М ., 1966 4. Фридрихов С.А ., Мовнин С.М . Физическ ие основы электронной техники : Учебник для вузов .- М .: Высшая школа , 1982.- 608 с . 5. Бажанова Н.П ., Кораблев В.В ., Кудинов Ю.А . Актуальные вопросы вторичноэмиссионной спектр оскопии . Учебное пособие .- Л .: ЛПИ , 1985.- 88 с. 6. И . В . Савельев . Ку рс общей физики , т .3, М ., Наука , 1979, с .213. 7. Р.Бьюб,Фотопроводимость твердых тел,М .,1962. 8. С.М.Рывкин , Фотоэлктрические явления в п олупровод- никах , М .,1963.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Ничто не успокаивает так, как спящие министры на заседании правительства. Ведь, если они могут позволить себе спать, значит, всё в порядке?
- У них - да.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по физике "Электрический ток в неметаллах", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru