Tahke keha füüsika kontrolltööks kordamine konspekt (0)

1.Tahke keha füüsika
Aatomeid seob molekulideks ja kristallideks keemiline side, mille põhiliigid on ioon- ja kovalentsside.
Ioonside tekib positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel.
Kovalentsside tekib elektronpaaride ühistamisel.
Kristallid on makroskoopilised hiidmolekulid, milles aatomid või ioonid on paigutanud korrapärasesse ruumvõresse. Tahke keha omadusi saab uurida, kui on teada Fermi nivoo asukohta .

1.1 Ioonilisesideme teke

Iooniline side- üks aatom võtab teiselt elektroni ära, iooniline side moodustab kristalli, kuna struktuur võib jätkuda lõpmatuseni.
Positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel tekib tõmme , mis seostab ioonilise sideme.
Kloor tõmbab naatriumi elektroni, et ma pilve aatom oleks ühtlasem ja energia väiksem.

1.1.1 Kristallid

Aatomid/ioonid on paigutatud kindlas korras, moodustades ruumvõre . Võre konstandi saab määrata lainepikkuse kaudu. Kristallides on aatomid paigutatud väga tihedalt. Kristallide difraktsioon-uuringuiks tuleb asutada lühikesi laineid : röntgenkiirgust, elektornide või neutronite kimpe.

1.1.2 Metalliline side

Metall koosneb positiivsetest aatomitest.
Iga metalli aatom:ä

koosneb positiivsetest ioonidest

annab ära elektrone
Kui metalli aatomid kõrvuti panna, siis nende elektronid kollektiseeruvad. Neid metalle hoiab koos positiivse aatomi ja negatiivse elektronpilve külgetõmbejõud .
1.2 Energiatsoonid
Tahkistes muunduvad aatomite/ioonide väliselektronide energiatasemed mitme eC laiusteks energiatsoonideks, mille hõivamine elektronide poolt järgib tõrjutusprintsiiibi ja mis on ühised kogu kristallile.

1.2.1 Energiatsoonide tekkimine

Kristallid on aatomis tihedasti koos ja mõjutavad üksteist tugevasti. Elektronkatte sisekihtide elektornide energiatasemed jäävad kristallis peaaegu muutumatuks, kuid väliselektronide tasemed paisutab elektriline vastastikmõnu laiadest, mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks.
Tsoonide energia järgi saab näha tahkiste elektrijuhtivust!!!
Tsoonid tekivad aatomite lähenemisel, mille tulemusel tekivad tahkised.
Alatasemed hõivatakse tsoonides elektronid energiamiinimumi ja pauli tõrjutuse printsiibi alusel.
Pauli printsiib nõuab, et aatomid peavad olema oma energiatasemel.
Mudeliks on energiatelg.
1.2.2 Energiatsoonide liigid

valentstsoon - kõik energia tasemed on täis

keelutsoon - seal ei saa omada energiat

juhtivtsoon
Põhinivoo- kõige madalam tsoon, elektrone kõige rohkem
Ferminivoo e tase tähistab alumist energia tasemet. Sellest allpool on energia tasemed täidetud. Fermi nivoo saab paika panna, kui tahke keha külmutada absoluutse nullini. Absoluutse nullil elektronid ei liigu “kukuvad alla”. Tahke keha omadusi saab uurida, kui on teada Fermi nivoo asukohta.
1.3 Elektrijuhtivus
Elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine. Tahkistes on laengukandjateks elektronid.

• Metalli pooltäidetud tsoonis on külluses elektrone kui ka vabualatasemeid- see tõttu on suurepärased elektrijuhid. Ferminivoo on tsooni keskel.
  
• Dielektrikul on energiaruumi avarasti, puuduvad elektronid. Keeluala on väga lai, fermi nivoo on keelutsoonis.
  
• Pooljuhtivus (Si, Ge) - keelutsoonon kitsas . Väga madalatel, absoluutsele nullile lähedastel temperatuuridel kaob erinevus pooljuhi ja dielektriku vahel. Pooljuhi omadusi saab mõjutada lisanditega. Lisand suurendab n-juhtivust, annab elektrone juurde võtab p-tüüpi elektronid endale, jäävad positiivse laenguga augud.
  

n- ooljuhtd (n-negatiivne)
doonor (lisandid)
p- pooljuht , positiivne juhtivus , võtab elektronid endale.
1.3.1 Pooljuhtelektroonika : diood , transistor , kiip
Diood- laseb elektrivoolu ainult ühte pidi läbi.
Kasutamine : akulaadijas
Transistor- koosneb kolmest pooljuhiat, saab kasutada elektrisignaalide genereerimiseks, võimendab signaale, toimib lülitina.
Kuidas töötab: tuleb sisend ( signaal ). emittor peksab elektrone, kolektorisse kogunevad elektronid. Transitor leiutati 1947
2. Valguse kiirgumine
2.1 Valguse teke
Valgus on elektromagnetlainetus.
2.1.1 Luminestsents - külm helendus
2.2 Tavaline valgus
Tavalises valguses on palju aatomeid, iga aatom ergastub ja kiirgab suvalisel ajal.
2.3 Laser, laseri tööpõhimõte
Laserid on eriliiki valgusallikad , milles rakendatakse stimuleertud kiirgust ja mis kiirgavad koherentvalguse kitsaid kimpe. VÄSKA - Valguse Ägenemine Sunnitud Kiirguse Abil.
Rangelt ühte värvi- monopramaaatne, kiir on hajumatu, täpiline /teraline.
Laserid ei haju!