Физ величина, характе­ризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил, с к-рыми одно тело действует на поверхность другого (напр

Вид материала

Документы

Содержание Дополнительности принцип Дополнительные цвета Дрейф заряженных частиц Дрейф носителей заряда Амбиполярная диффузия) Дрейфовая камера Дробовой эффект Флуктуации электри­ческие. Друде формулы Дуализм корпускулярно-волновой Дуговой разряд Эффективная мас­са Э. М. Эпттейн. Дюлонга и пти закон

Подобный материал:

• Реферат По Физике, 58.66kb.
• Тема: определение реакций связей при действии на конструкцию произвольной плоской системы, 15.41kb.
• Головной мозг, 139.71kb.
• Работы режущего инструмента, основная нагрузка приходится на его рабочую поверхность,, 335.67kb.
• Головной мозг, с окружающими его оболочками находится в полости мозгового черепа, 437.52kb.
• Представьте себе некоторую поверхность и сидящего на ней муравья. Представили, 409.6kb.
• Лекция №8 Тема: «Продолжение», 81.36kb.
• Твует равновесию, установившемуся под действием силы тяжести, при условии, если, 669.51kb.
• Лабораторная работа метод естественного электрического поля (ЕП), 82.61kb.
• 1. Резьба Резьба поверхность, образованная при винтовом движении плоского контура, 223.58kb.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП,

сформулированное дат. физиком Н. Бором принципиальное положение квант. механики, согласно к-рому по­лучение эксперим. информации об од­них физ. величинах, описывающих микрообъект (элем. ч-цу, атом, моле­кулу), неизбежно связано с потерей информации о нек-рых др. величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнит. величинами явл., напр., координата ч-цы и её скорость (или импульс). В общем случае допол­нительными друг к другу явл. физ. величины, к-рым соответствуют опе­раторы, не коммутирующие между собой, напр. направление и величина момента кол-ва движения, кинетич. и потенц. энергии, напряжённость электрич. поля в данной точке и число фотонов.

С физ. точки зрения, Д. п. часто объясняют (следуя Бору) влиянием измерит. прибора (к-рый всегда явл. макроскопич. объектом) на состояние микрообъекта. При точном измерении одной из дополнит. величин (напр., координаты ч-цы) с помощью соответ­ствующего прибора др. величина (им­пульс) в результате вз-ствия ч-цы с прибором претерпевает полностью не­контролируемое изменение. Такое тол­кование Д. п. подтверждается анали­зом простейших экспериментов (напр., измерение координаты ч-цы с помо­щью микроскопа и т. п.), однако с бо­лее общей точки зрения оно наталки­вается на возражения филос. хар-ра. С позиций совр. квант. теории измерений роль прибора заключается в «приготовлении» нек-рого состояния системы. Состояния, в к-рых взаимно дополнит. величины имели бы одно­временно точно определённые значе­ния, принципиально невозможны, при­чём если одна из таких величин точно определена, то значения другой пол­ностью неопределённы. Т. о., факти­чески Д. п. отражает объективные св-ва квант. систем, не связанные с су­ществованием наблюдателя.

• См. лит. при ст. Квантовая механика.

Д. В. Гольцов.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЦВЕТА, два та­ких цвета, к-рые при их оптич. сме­шении (сложении) образуют цвет, вос­принимаемый норм. человеческим гла­зом как белый. Излучения от источ­ников или окрашенных поверхностей, соответствующие Д. ц., могут обла­дать самыми разл. спектральными хар-ками: напр., быть монохромати­ческими (см. Монохроматическое излу­чение) или иметь сплошной спектр. Для того чтобы получить два свето­вых пучка Д. Ц. (со сплошным спект­ром), достаточно пропустить пучок белого света через непоглощающее светоделительное зеркало, к-рое силь­но отражает одну часть спектра (напр., синюю) и пропускает др. часть спект­ра, к-рая будет иметь дополнительный к первой цвет (к синему — жёлтый).

ДРЕЙФ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ в плазме, относительно медленное на­правленное перемещение заряж. ч-ц (эл-нов и ионов) под действием разл. причин, налагающихся на осн. движе­ние (закономерное или беспорядочное). Напр., осн. движение заряж. ч-цы в однородном магн. поле в отсутствии столкновений — вращение с цикло­тронной частотой. Наличие др. полей искажает это движение; так, совмест­ное действие электрич. и магн. полей приводит к т. н. электрическо­му Д. з. ч. в направлении, перпен­дикулярном Е и H, со скоростью

v_e=c[exh]/h² , не зависящей от массы и

заряда ч-цы.

На циклотронное вращение может также накладываться т. н. гради­ентный дрейф, возникающий из-за неоднородности магн. поля и направ­ленный перпендикулярно H и H (H — градиент поля).

Д. з. ч., распределённых в среде неравномерно, может возникать вслед­ствие их теплового движения в на­правлении наибольшего спада кон­центрации (см. Диффузия) со ско­ростью v_d=-Dgradn/n , где gradn — градиент концентраций n заряж. ч-ц; D — коэфф. диффузии.

В случае, когда действует неск. факторов, вызывающих Д. з. ч., напр, электрич. поле и градиент концентраций, скорости дрейфа, вызываемые в отдельности полем, v_e и v_d склады­ваются.

• Ф р а н к-К а м е н е ц к и й Д. А., Плаз­ма — четвертое состояние вещества, 2 изд., М., 1963.

184


ДРЕЙФ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА, упо­рядоченное движение подвижных но­сителей заряда в твёрдом теле под действием внеш. полей. Д. н. з. на­кладывается на их беспорядочное (теп­ловое) движение, но скорость Д. н. з. v_др обычно мала по сравнению со ско­ростью теплового движения. Под дей­ствием электрич. поля E, v_др=E, где  — наз. подвижностью носителей. При наличии доста­точно сильного магн. поля H>>c/, перпендикулярного к электрич. по­лю, Д. н. з. происходит поперёк обоих полей со скоростью v_др=cE/H. При движении «пакета» неравновесных но­сителей в ПП в электрич. поле Е про­исходит пространств. разделение эл-нов проводимости и дырок элект­рич. полем из-за различия их подвижностей. Это приводит к появлению объёмного заряда и внутр. поля, пре­пятствующего дальнейшему разделе­нию. В результате пакет неравновес­ных носителей движется с дрейфовой

СКОРОСТЬЮ v_др=_аE, где _a— т. н. амбиполярная подвижность (см. Амбиполярная диффузия), равная:



Здесь n и р — концентрации эл-нов проводимости и дырок, _n и _р — их подвижности, отсюда следует, что при n>>р _a_p, а при n<<р _а_n, т. е. амбиполярная подвижность совпадает с подвижностью неосновных носите­лей. При собств. проводимости n=р и _a=0.

• См. лит. при ст. Полупроводники.

Э. М. Эпштейн.

ДРЕЙФОВАЯ КАМЕРА, разновид­ность пропорц. камеры. См. Пропор­циональный счётчик. ДРОБОВОЙ ШУМ, флуктуации напря­жений и токов в радиоэлектронных устройствах, вызванные неравномер­ной эмиссией эл-нов (см. Дробовой эффект). Ср. значение квадрата флук­туации тока i²=2eiv (е — заряд эл-на, v — полоса частот устройст­ва). Д. ш. проявляется в виде акустич. шума в динамике радиоприёмни­ка, «снега» на экране телевизора, «травки» на радиолокац. отметчике и т. п. Д. ш.— осн. составляющая внутр. шумов радиоэлектронных уст­ройств, к-рые приводят к искажению слабых полезных сигналов и ограничи­вают чувствительность усилителей.

ДРОБОВОЙ ЭФФЕКТ, небольшие бес­порядочные отклонения тока электро­вакуумных и ПП приборов от его ср. значения, вызванные неравномерно­стью электронной эмиссии с катода или инжекции носителей заряда в полу­проводниках. При нагревании катода электронной лампы увеличивается ср. скорость теплового движения эл-нов. Часть эл-нов, обладающих достаточной кинетич. энергией, «вырывается» из катода (см. Термоэлектронная эмис­сия). Однако прежде чем покинуть катод, эл-н испытывает огромное число столкновений с атомами и эл-нами

внутри катода, в результате чего ве­личина и направление скорости каж­дого эл-на в момент вылета могут быть различными, а вылет отд. эл-нов про­исходит как бы совершенно случайно и независимо от вылета др. эл-нов. В результате число эл-нов, эмиттированных катодом за одинаковые малые промежутки времени, оказывается раз­личным — ток эмиссии флуктуирует. Величина флуктуации анодного тока зависит от режима работы прибора. Если все эмиттированные эл-ны попада­ют на анод, флуктуации эмиссии точно повторяются в анодном токе. Если же не все эл-ны собираются на анод, то вблизи катода образуется отрицатель­но заряженное облако, к-рое играет роль своеобразного «демпфера» и сгла­живает флуктуации анодного тока. Д. э. характерен не только для тер­моэлектронной эмиссии; он сопровож­дает любые процессы, связанные с об­разованием потоков заряж. или ней­тральных ч-ц, напр. протекание элек­трич. тока через ПП, фотоэлектронную эмиссию, вторичную электронную эмиссию, формирование молекулярных и атомных пучков и т. п.

• См. лит. при ст. Флуктуации электри­ческие.

И. Т. Трофименко.

ДРОССЕЛИРОВАНИЕ, понижение дав­ления в потоке жидкости, газа или пара при прохождении его через дрос­сель — местное гидродинамич. сопро­тивление (сужение трубопровода, вен­тиль, кран и т. д.); наблюдается в ус­ловиях, когда поток не совершает внеш. работы и нет теплообмена с ок­ружающей средой. При Д. реальные газы изменяют свою темп-ру (см. Джоуля — Томсона эффект). Д. при­меняется для измерения и регулиро­вания расхода жидкостей и газов (в расходомерах), для сжижения газов.

ДРУДЕ ФОРМУЛЫ, формулы для уд. высокочастотной электропроводности  () и уд. электронной теплопровод­ности к, полученные нем. физиком П. Друде (P. Drude) в предположе­нии, что эл-ны металла — классич. газ. В совр. обозначениях:




где n — число эл-нов в 1 см³,  — частота электрич. поля,  — время свободного пробега эл-нов, L — уни­версальная постоянная (число Лорен­ца), правильное значение к-рой полу­чено Зоммерфельдом, Т—темп-pa. Д. ф. объясняют Видемана — Франца за­кон. Они используются при анализе высокочастотных свойств электронных

проводников.

М. И. Каганов.

ДУАЛИЗМ КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ, см. Корпускулярно-волноеой

дуализм.

ДУБЛЕТЫ (франц. doublet, от doub­le — двойной), группы близко распо­ложенных спектр. линий, к-рые воз­никают в результате дублетного рас­щепления уровней энергии (см. Мультиплетность), обусловленного спин-орбитальным взаимодействием. Наи­более характерны Д. для спектров

атомов щелочных металлов, линии главной серии к-рых двойные.

ДУГОВОЙ РАЗРЯД, самостоятельный квазистационарный электрический раз­ряд в газе, горящий практически при любых давлениях газа, превышающих 10^-2—10 ^-4 мм рт. ст., при постоянной или меняющейся с низкой частотой (до 10³ Гц) разности потенциалов меж­ду электродами. Д. р. отличается вы­сокой плотностью тока на катоде (10²—10⁸ А/см²) и низким катодным падением потенциала, не превышаю­щим эфф. потенциала ионизации среды в разрядном промежутке. Впервые наблюдался между двумя угольными электродами в воздухе в 1802 В. В. Пе­тровым и независимо от него в 1808—09 англ. учёным Г. Дэви. Светящийся токовый канал этого разряда при горизонтальном расположении элек­тродов под действием конвективных потоков дугообразно изогнут, что и обусловило название.

Известно множество разновидностей Д. р., каждая из к-рых существует только при определённых внешних и граничных условиях. Почти у всех видов Д. р. ток на катоде стянут в ма­лое очень яркое пятно, беспорядочно перемещающееся по всей поверхности катода (катодное пятно). Темп-ра поверхности в пятне достигает вели­чины темп-ры кипения (или возгонки) материала катода. Поэтому значитель­ную (иногда главную) роль в катодном механизме переноса тока играет тер­моэлектронная эмиссия. Над катод­ным пятном образуется слой положит. пространственного заряда, обеспечива­ющего ускорение эмиттируемых эл-нов до энергий, достаточных для удар­ной ионизации атомов и молекул газа. Т. к. толщина этого слоя крайне мала (менее длины пробега эл-на), он соз­даёт высокую напряжённость поля у поверхности катода, особенно вблизи естеств. микронеоднородностей по­верхности, благодаря чему сущест­венной оказывается и автоэлектронная эмиссия. Высокая плотность тока в катодном пятне и «перескоки» пятна с точки на точку создают условия для проявления взрывной электронной эмиссии. Известны и др. катодные ме­ханизмы Д. р. (факельный вынос, плазменный катод и т. д.). Относит. роль каждого из них зависит от конк­ретного вида Д. р.

Непосредственно к зоне катодного падения потенциала примыкает поло­жительный столб, простирающийся до анода. Прианодного скачка потен­циала обычно не наблюдается. На ано­де формируется яркое анодное пятно, несколько большего размера и менее подвижное, чем катодное. Нагретый до высокой темп-ры и ионизованный газ в столбе находится в состоянии плазмы. Электропроводность плазмы в зависимости от вида Д. р. может при­нимать практически любые значения,

185


вплоть до электропроводности метал­лов, но обычно она на неск. порядков меньше последней. Выделяющаяся в столбе джоулева теплота восполняет все потери энергии из столба плазмы, поддерживая неизменным её состоя­ние, к-рое определяется хар-ром рас­пределения энергии по всем степеням свободы. Полностью равновесные ста­тистические распределения, строго го­воря, в плазме Д. р. никогда не реали­зуются. Однако состояние сверхплот­ной плазмы при концентрации заряж. ч-ц N10¹⁸ см^-3 может быть близким к полному термодинамич. равновесию. Кинетика плазмы в столбе Д. р. при таких плотностях определяется в ос­новном процессами соударений. При меньших плотностях (10¹⁸>N>10¹⁵ см^-3) может реализоваться состояние т. н. локального термич. равновесия (ЛТР), при к-ром в каждой точке плаз­мы все статистич. распределения близ­ки к равновесным при одном значении Т, но Т явл. ф-цией координат. Исклю­чение в этом случае составляет лишь излучение плазмы: оно далеко от рав­новесного (планковского) и определя­ется составом плазмы и скоростями конкретных радиац. процессов (линей­чатое, сплошное тормозное, рекомбинационное излучения и т. д.). При очень ограниченных размерах столба Д. р. (неск. мм), даже в плотной плазме N10¹⁸ см^-3 для Не и N10¹⁶ см^-3 для др. газов), состояние ЛТР может нарушаться за счёт процессов перено­са, включая радиац. потери. Наруше­ние ЛТР выражается в сильном откло­нении состава плазмы и заселённостей возбуждённых уровней от их равно­весных значений. По мере дальнейше­го снижения плотности плазмы радиа­ционные процессы играют всё боль­шую роль.

Длина столба Д. р. может быть про­извольной, но его диаметр жёстко оп­ределяется условиями баланса выде­ляющейся и теряемой энергии. С рос-

том тока или давления неоднократно меняются механизмы потерь, обуслов­ленные теплопроводностью газа, теп­лопроводностью эл-нов, амбиполярной диффузией, радиац. потерями и т. д. При таких сменах может происходить контракция (самосжатие) столба (см. Контрагироеанный разряд).

Классич. примером Д. р. явл. раз­ряд пост. тока, свободно горящий в воздухе между угольными электро­дами. Его типичные параметры: ток от 1А до сотен А, катодное падение потенциала ~10 В, межэлектродпое расстояние от мм до неск. см, темп-ра плазмы ~7000К, темп-pa поверхности анодного пятна ~3900К. Применяется как лабораторный эталонный источ­ник света и в технике (дуговые лам­пы). Д. р. с угольным анодом, просвер­лённым и заполненным исследуемыми в-вами или пропитанным их р-рами, применяется в спектральном анализе руд, минералов, солей и т. п. Исполь­зуется Д. р. в плазмотронах, а также в дуговых печах для выплавки метал­лов, как сварочная дуга при электро­сварке. Разл. формы Д. р. возникают в газонаполненных и вакуумных пре­образователях электрич. тока (ртут­ных выпрямителях тока, газовых и ва­куумных электровыключателях и т. п.), в нек-рых газоразрядных источ­никах света и т. д.

• Кесаев И. Г., Катодные процессы элек­трической дуги, М., 1968. В. Н. Колесников.

ДЫРКА, квантовое состояние, не за­нятое эл-ном в энергетич. зоне тв. тела. Движение эл-нов в почти запол­ненной энергетич. зоне под действием внеш. электрич. поля эквивалентно движению Д., возникших у верх. края зоны, если приписать Д. положит. заряд, равный е, и энергию, равную энергии отсутствующего эл-на с об­ратным знаком. Д.— квазичастицы, определяющие, наряду с эл-нами про­водимости, динамич. свойства эл-ной

системы кристалла. Эффективная мас­са Д. обычно больше, а подвижность — меньше, чем у электронов проводи­мости.

В полупроводниках Д. образуются ок. верхнего края валентной зоны. В ме­таллах и полуметаллах, где зона про­водимости заполнена частично, по­нятие Д. иногда вводится как не за­нятое эл-ном состояние ниже Ферми уровня.

в См. лит. при ст. Твёрдое тело, Полупро­водники.

Э. М. Эпттейн.

ДЫРОЧНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ (про­водимость р-типа), проводимость по­лупроводника, в к-ром осн. носители заряда — дырки. Д. п. осуществляет­ся, когда концентрация акцепторов превышает концентрацию доноров.

Э. М. Эпштейн.

ДЮЛОНГА И ПТИ ЗАКОН, эмпирич. правило, согласно к-рому теплоём­кость тв. тел при постоянном объёме и темп-ре Т  300К постоянна и рав­на 6 кал/(моль•К). Установлен франц. учёными П. Дюлонгом (P. Dulong) и А. Пти (A. Petit) в 1819. Д. и П. з. приближённо справедлив для боль­шинства элементов и простых соеди­нений. В области низких темп-р теп­лоёмкость зависит от температуры. См. Теплоёмкость, Дебая закон тепло­ёмкости.

ДЮФУРА ЭФФЕКТ (диффузионная теплопроводность), возникновение разности темп-р в результате диффу­зионного перемешивания двух хими­чески невзаимодействующих газов или жидкостей, первоначально находя­щихся при одинаковой темп-ре. Эф­фект, обратный термодиффузии. В га­зах разность темп-р при Д. э. может достигать неск. К (напр., при сме­шивании водорода и азота), в жидкос­тях — она ~10^-3 К. Разность темп-р сохраняется, если поддерживается градиент концентраций. Впервые на­блюдался в 1873 швейц. физиком Л. Дюфуром (L. Dufour).