Keemiliste sidemete tekkimine tekib aatomite ,,annetamise" või ,,ühistamise" teel Kristallvõre aatomid/ioonid on paigutatud korrapäraselt ruumvõresse Võredefekt: · Üksikud aatomid või ioonid paiknevad vales kohas · Mõned võresõlmed on vakantsed (tühjad) · Kristalli on lisatud teisi keemilisi elemente · Terasele lisati Cr ja Ni - roostevaba teras Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud Valentstsoon - on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon Hübriidtsoon tekib siis, kui kaks viimast tsooni kattuvad Valentselektron elektronkatte välisekihi elektron
astmel -9 sekundit. Aatomi põhiolek ehk normaalolek - Väikseima võimaliku energiaga olek, selles olekus võib aatom olla lõpmatult kaua. Lubatud orbiidid - kõik võimalike elektronteede hulgas orbiidid, millel liikudes aatomi energeetiline olek ei muutu. Boori teooria puudused. Boor kasutas koos kvant tingimustega klassikalise füüsika seaduspärasusi ehk newtoni seadusi. 2. puudujääk - Boor vaatles elektronide liikumist aatomis kui kindla raadiusega orbitaalset liikumist. Elektroni laineomaduste tõttu, saab täpselt määrata, vaid elektronienergiat. Seisulained Täisarvuliselt muutuvate suurustega puutume kokku ka makrofüüsikas. Pillikeele võnkumisel näiteks. Vaata ka joonist. Pillikeelt saab panna võnkuma täisarvudega määratud lainetena. See tähendab, et keele otsad ei saa võnkuda. Lained peavad mahtuma keele vabale osale. Seisulainetes tekivad võnkumised sõlmede vahele. Lained levivad keele kinnitusteni ja
Tõkkekiht kaob.21.Pn-siirdele rakendatud vastupinge korral hakkavad valise välja mõjul n-pooljuhis elektronid ja p- pooljuhis augud liikuma kontaktpinnast kaugemale .Tõkkekihi paksus suureneb.Lubatud tsoon-on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum,millele vastavad energiad on elektronidele lubatud.Keelutsoon-On energiatsoonn,millele vastavad energiavahemikud on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud.Valents tsoon-on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon.Juhtivus tsoon- on valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoonElektronjuhtivus- on elektronide siirdumine valise mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valentstsoonis.Aukjuhtivus-On aukude siirdumine valise elektrivälja mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valents tsoonis.Doonornivoo-on
4. Kuidas liigitatakse tahkised nende elektrijuhtivuhtivuse järgi? metall(juht), pooljuht, dielektrik 5. Mispoolest erinevad metalli, pooljuhi ja dielektriku energiatsoonid? Metallid ja pooljuhid neelavad valgust, dielektrikud on läbipaistvad. Dielektrikutes ja pooljuhtides on kõrgeim hõivatud tsoon. Metallides on kõrgeima hõivatud taseme tsoon vaid osaliselt täidetud. Pooljuhtide keelutsoon on dielektrikute omast kitsam. 6. Selgita mõisted: *keelutsoon-elektronide laineomaduste tõttu ei saa omandada energiaid, mis jäävad täidetud ja tühja tsooni vahele. *Valentsitsoon-viimane elektronidega täidetud lubatud tsoon. *Juhtivustsoon-keelutsoonile järgnev, täitmata või osaliselt täidetud tsoon. 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Aukjuhtivus, elektronjuhtivus 8. Selgita augu mõistet pooljuhtide füüsikas ja kirjelda aukjuhtivuse protsessi.
kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asendunud. Dielektrikus on, aga kõrgeim hõivatud energiatsoon-valentsitsoon elektronidega täidetud.metallides saavad elektronid tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda.dielektrikus liikumisvabadus puudub,elektrivool ei pääse läbi///valentsitsooni täituvuse ja keelutsooni laiuse poolest. 3.selgita mõisted: keelutsoon, valentsitsoon, juhtivustsoon. Keelutsoon-vahemikku, kus elektronide laineomaduste tõttu ei saa nad omandada energiaid, mis jäävad pilusse deltaE täidetud ja tühja tsooni vahel. Valentsitsoon-hõivatud tsooni täitumine kristallaatomite väliskatte elektronidega e.valentselektronidega. Juhtivustsoon- keelutsooni kõrgem tsoon. Et pooljuhi keelutsoon on suhteliselt kitsas, saab mõningane osa valentsitsooni elektronidest kristallvõre soojusvõnkumisest küllalt enrgait, et hüpata üle keelutsooni juhtivustsooni. Kuna seal on rohkesti vabu alatasemeid, saab väli neid
elektronil, seetõttu jääb kõrgeim hõivatud tsoon pooleni täidetuks. Selle tsooni elektronid moodustavad liikumisvõimelise elektrongaasi. 3. Kristallis olevate aatomite elektronkatete väliselektronide tasemed paisutab aaatomite elektriline vastastikõju laiadeks energiatsoonideks. Kehtima jääb energia miinimumprintsiip koos Pauli tõrjutusprintsiibiga. 4. Keelutsoon - Vahemik, milles elektronid ei saa omandada energiad nende laineomaduste tõttu. Valentsitsoon - Hõivatud tsoon, mis täitub kristalliaatomite väliskatte elektronidega. Juhtivustsoon - Keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. 5. Pooljuhtides on keelutsoon suhteliselt kitsas, ~1ev. Dielektrikutes on keelutsoon lai, 5- 10eV. Metallis on koos valentsi- ja juhtivustsoon, milles on külluses elektrone ja vabu alatasemeid. 6. Pooljuhtide elektrijuhtivus jääb tugevasti maha metallide omast, sest nende
energiat. 2) energia kiirgamise ja neeldumise postulaat- energia üleminek ühest statsionaarsest olekust teise. 3) lubatud elektronide orbiitide postulaat VALEM: mvr n = n * h/mv 4. Kuidas leida vesiniku aatomi ergastatud oleku energia kui on teada põhioleku energia E? eriseose energia = seoseenergija/ nukleonite arvuga 5. De Broglie hüpotees. Valem lainepikkuse kohta Püstitas hüpoteesi mateeria laineomaduste kohta: oletas, et ka osakestel on laineomadused, mis on seotud osakese energia ja impulsiga VALEM: lanta = h/mv = h/p 6. De Broglie hüpoteesi ja Bohri II postulaadi(lubatud orbiidid) vaheline seos De broglie hüpooteesi järgi on osakestel laineomadus, mis tuleb välja bohri 2. postulaadil, kus on kirjas et kui elektron liigub suurema energiaga orbiidilt väiksema e.ga siis kiirgab aatom kvandi, ning kiirgamine on laineomadus 7. Milles seisneb Heisenbergi määramatuse printsiip?
teise, aatom kiirgab (või neelab) elektromagnetilise energiakvandi. De Broglie hüpoteesi – elektronid liiguvad sellistel orbiitidel, millele mahub täisarv de Broglie lainepikkuseid. Elektronide laineomadusi kinnitab interferentsi ja difraktsiooni tekkimine. Seega aatomi energiatasemete hüppelisus on tingitud elektroni laineomadustest ja osakesed (mikromaailm) ei allu klassikalise mehaanika seadustele. Heisenbergi määramatuse printsiipe – mikroosakese laineomaduste tõttu kehtivad Heisenbergi täpsuspiirangud. Info hankimisega mõnest mikroosakest iseloomustavast suurusest kaasneb paratamatult seda täiendavaid suurusi iseloomustava info kadu. Pauli keeluprintsiipi – ühes aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni. miks valgust nimetatakse dualistlikuks, dualismiprintsiip - Dualismiprintsiip väidab, et nii aine kui välja algosakestel on nii laine- kui ka osakese-omadused.
Comptoni efekt tõestab Einsteini footonite teooriat. De Broglie hüpotees Fotoefekt ja Comptoni efekt tõestavad, et valgusel on osakeste iseloom. 1924 esitas De Brogbie hüpoteesi, et elektronid või ka teistel osakestel on lainelised omadused, mille lainepikkus avaldub valemiga: ΛB = h / (m * v) Katsetega tõestati, et elektronide aatomite ja ka molekulide jugades esineb difraktsiooni nähtus. Difraktsiooni pilt vastab lainepikkusele, mille avaldas De Brogbie. Mikroosakeste laineomaduste avastamine näitas, et klassikaline mehaanika ei saa niisuguste osakeste käitumist õigesti kirjeldada. Loodi uus teooria, mida nimetati kvantmehaanikaks. (E. Schrödinger, W. Heisenberg, P. Dirac) Kvantmehaanika seisukohalt ei saa mikroosakeste asukohta (koordinaate) ja impulssi (kiirust) samaaegselt täpselt määrata. Selle nimetus on Heisenbergi määramatuse printsiip. Kvantmehaanika abil võib vaid ennustada, millise tõenäosusega leiame osakese asukoha erinevates ruumipunktides.
tahkudega kristallvormid. Kõik kristallid jagatakse kuue süngoonia vahel, mis omakorda koosnevad kolmekümne kahest punktigrupist. Keelutsoon-Vabad elektronid võivad asuda ainult valentsitsoonis või juhtivustsoonis. Tsoonidevahelised alad on aga "keelatud" tsoonid, kus elektronid statsionaarselt olla ei saa. Seetõttu nimetatakse neid energiavahemikke ka keelutsoonideks. Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud. Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud. Valentstsoon - on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon -valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon. Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu, mis
Kristallides on aatomid või ioonid paigutunud korrapärase ruumivõrena. Naaberaatomite välised elektronkatted mõjutavad üksteist ja selle tulemuseks on aatomite väliskihi elektronide ehk valentselektronide muundumine mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. 4. Kuidas nimetatakse erinevaid energiatsoone ja mille poolest need üksteisest erinevad? Keelutsoon – Vahemaa, milles elektronid ei saa omandada energiat nende laineomaduste tõttu. Valentsitsoon – Hõivatud tsoon, mis täitub kristalliaatomite väliskatte aatomitega. Juhtivustsoon – Keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. 5. Mille poolest erinevad energiatsoonid metallis, dielektrikus ja pooljuhis? Dielektrikutes on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud ja seal on lai keelutsoon (-10 eV). Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud ja on palju
ossa. DIELEKTRIKU energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on elektronidega täielikult täidetud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, kuna vabad astmed puuduvad. POOLJUHI energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on kitsam kui dielektrikutel. 6. Selgita mõisteid keelutsoon, valentsitsoon ja juhtivustsoon. Lk 60 KEELUTSOON energiatsoon, mille vastav energivahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud VALENTSTSOON viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon JUHTIVUSTSOON valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Lk 61 Eristatakse elektronjuhtivus (n-tüüpi) ja aukjuhtivus (p-juhtivus). 8. Selgita augu mõistet pooljuhtide (üldiselt tahkiste) füüsikas ja kirjelda aukjuhtivuse protsessi. Lk 61
Oodatavasti teiseneb siis ka energiatasemete pilt vabade aatomitega võrreldes. Spektrite, elektriliste jpt. Omaduste uurimine kinnitab seda oletust. Elektronkatte sisekihtide elektronide energiatasemed jäävad kristallis peaaegu muutumatuks, kuid väliselektonide tasemed paisutab aatomite elektriline vastastikmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteks energiavöötmeteks ehk energiatsoonideks. Elektronide laineomaduste tõttu ei saa nad omandada energiaid, mis jäävad pilusse E täidetud ja tühja tsooni vahel. Seepärast nimetatakse seda vahemikku keelutsooniks. Kuna hõivatud tsoon täitub kristalliaatomite väliskatte elektronide ehk valentselektronidega, nimetatakse valentsitsiooniks. Keelutsoonie järgnev täitmata tsoon kannab juhtivustsooni nime. Kristallid elektriväljas elektrivool kristallides; elektronid ja augud
preemia. Suri 1962.a. Kuid paraku ka Bohri teooria põhjal ei õnnestunud ennustada keerulisemate aatomite spektreid, samuti seda, miks mõni spektrijoon on lõhenenud kaheks kõrvutiasetsevaks jooneks või seda, miks mõni joon on laiem kui teised. 1924.a. esitas prantslane Louis de Broglie hüpoteesi, mille kohaselt peaksid kõigil osakestel olema ka lainelised omadused nagu footonitelgi . Seletus, miks on elektroni liikumisel ühed orbiidid lubatud, teised keelatud , tuleneb laineomaduste ja korpuskulaarsete omaduse vahelisest seosest . c h E = mc2 = hf h = mc2 = . mc Kui elektroni liikumise kiirust aatomis tähistada v - ga, siis h h B = = p ,
puudub. me=9,1*10-31 kg 4. Valgusosake footon ei saa kunagi peatuda, vaid peab liikuma pidevalt valguse kiirusega. 5. Samas on valgusosakestel lisaks lainelistele omadustele ka osakestele iseloomulikud omadused. 22.11.12 20 Elektron lainetab 1 1. Hüpoteesi "kui on olemas seos lained-osakesed, siis peaks eksisteerima ka seos osakesed-lained" püstitas prantsuse füüsik Louis de Broglie. 2. Laineomaduste kinnituseks on sellised nähtused nagu difraktsioon ja interferents. 3. Kui elektron on laineliste omadustega, siis peaksid need nähtused ilmnema ka elektroni puhul. 4. Elektronide lainelisi omadusi kinnitab nende difraktsioonipilt. Vt. Järgmine slaid. 22.11.12 21 Röntgenikiirte ja elektronide difraktsioonipildid A röntgenkiirte difraktsioon, B elektronide difraktsioonipilt
Seisulainete olekus peaksid olema elektronid. Selleks peavad elektronidel olema laineomadused. Siiski on elektronil olemas seisumass, mis valgusosakesel puudub. Valgusosake footon ei saa kunagi peatuda, vaid peab liikuma pidevalt valguse kiirusega. Samas on valgusosakestel lisaks lainelistele omadustele ka osakestele iseloomulikud omadused. · Hüpoteesi "kui on olemas seos lained-osakesed, siis peaks eksisteerima ka seos osakesed-lained" püstitas prantsuse füüsik Louis de Broglie. Laineomaduste kinnituseks on sellised nähtused nagu difraktsioon ja interferents. Kui elektron on laineliste omadustega, siis peaksid need nähtused ilmnema ka elektroni puhul. Elektronide lainelisi omadusi kinnitab nende difraktsioonipilt. elektronide difraktsioonpilt B elektronide difraktsioonipilt. Elektronidel on lainelised omadused! Elektroni laine olemus. Laine on millegi perioodilise muutumise levimine ajas ja ruumis.mis siiski lainetab elektronide juures? Lainefüüsika
Kristallides paigutuvad aatomid/ioonid kindlas järjekorras ja moodustavad väga tiheda ruumvõre. 34. Kuidas kujunevad dielektrikud ja pooljuhid? Dielektrikud ja pooljuhid kujunevad mittemetallides, kus aatomite kõrgeimal hõivatud tasemel on kaks vastasspinnidega elektroni ja täitub kristalli kõrgeim hõivatud tsoon. 35. Mida nimetatakse keelutsooniks? Mida nimetatakse valentsitsooniks? Keelutsoon on vahemik, mis ei omanda energiaid elektronide laineomaduste tõttu. Valentstsoon on kristallaatomite väliskatte elektronide ehk valentselektronide tsoon. 36. Kuidas saab tsoonide järgi eristada pooljuhti dielektrikust? Pooljuhte eristab dielektrikutest keelutsooni laius. Kui see tsoon on suhteliselt kitsas on tegu pooljuhiga, kui lai siis dielektrikuga. 37. Miks on metallid suurepärased elektrijuhid? Miks dielektrikud ei juhi voolu? Metallide pooltäidetud tsoonis on külluses nii elektrone kui ka vabu alatasemeid ehk
Seisulainete olekus peaksid olema elektronid. Selleks peavad elektronidel olema laineomadused. Siiski on elektronil olemas seisumass, mis valgusosakesel puudub. Valgusosake footon ei saa kunagi peatuda, vaid peab liikuma pidevalt valguse kiirusega. Samas on valgusosakestel lisaks lainelistele omadustele ka osakestele iseloomulikud omadused. Hüpoteesi "kui on olemas seos lained-osakesed, siis peaks eksisteerima ka seos osakesed- lained" püstitas prantsuse füüsik Louis de Broglie. Laineomaduste kinnituseks on sellised nähtused nagu difraktsioon ja interferents. Kui elektron on laineliste omadustega, siis peaksid need nähtused ilmnema ka elektroni puhul. Elektronide lainelisi omadusi kinnitab nende difraktsioonipilt. Vt. Järgmine slaid. Röntgenikiirte ja elektronide difraktsioonipildid A röntgenkiirte difraktsioon, B elektronide difraktsioonipilt. Elektronidel on lainelised omadused! Elektroni laine olemus.
annaabi.ee 
