Билет №20.

1. Физическая величина, равная отношению модуля силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади это поверхности, называется давлением. Единица давления – паскаль, равный давлению, производимому силой в 1 ньютон на площадь в 1 квадратный метр. Все жидкости и газы передают производимое на них давление во все стороны. В цилиндрическом сосуде сила давления на дно сосуда равна весу столба жидкости. Давление на дно сосуда равно, откуда давление на глубине h равно . На стенки сосуда действует такое же давление. Равенство давлений жидкости на одной и той же высоте приводит к тому, что в сообщающихся сосудах любой формы свободные поверхности покоящейся однородной жидкости находятся на одном уровне (в случае пренебрежимо малости капиллярных сил). В случае неоднородной жидкости высота столба более плотной жидкости будет меньше высоты менее плотной. Характерная особенность, отличающая жидкость от газа, состоит в том, что жидкость на границе с газом образует свободную поверхность. Именно по этому вода в сосуде занимает не весь объем сосуда , а газ по всему объёму. Жидкость принимает форму, при которой площадь  её поверх оказывается минимальной. Избыточную потенциал энергию, которой обладают молекулы на поверхности жидкости, называют поверхностной энергией Отношение поверхностной энергии к площади поверхности называется удельной поверхностной энергией . В состоянии устойчивого равновесия потенциальная энергия минимальна.

Ограничивает поверх жидкости - сила поверхностного натяжения Отношение модуля силы поверхностного натяжения к длине периметра, ограничивающего поверхность жидкости, называется поверхностным натяжением.-удельная поверхностная энергия, или же поверхностное натяжение(где )

Смачивоемость и несмачивоемость. Жидкость, которая растекается тонкой пленкой по твердому телу, называют смачивающей данное тело. Жидкость, которая не растекается, а стягивается в каплю, называют не смачивающей это тело.

Сила поверхностного натяжения жидкости на границе с газом  , сила поверхностного натяжения жидкости на границе с твердым телом , сила поверхностного натяжения твердого тела на границе с газом . Растекание жидкости по поверхности твердого тела произойдет, если ≥+,где -проекция силы поверхностного натяжения на горизонтальную поверхность. Угол θ, образованный направлением силы поверх натяж , действующей по касательной к поверх жидкости, с поверх твердого тела, называется краевым углом. Как видно. Если поверх натяжение на границе жидкость - тверд тело меньше, чем на границе твёрдое тело – газ(т.е. <)  то

>0, краевой угол острый и жидкость смачивает тверд тело. И наоборот. Если же  ->, то условие равновесия не может быть выполнено, ибо конус не может быть больше единицы. Это значит что жидк полностью смачивает тверд тело. Явление смачив и несмачив широко применяется в технике.

Капиллярные  явления.                  -формула высоты подъема жидкости в капилляре

 

 

 -плотность жидкости, r- радиус капилляра, g- ускорен своб пад,

2.Полупроводники — это вещества, удельное со­противление которых убывает с повышением темпе­ратуры, наличия примесей, изменения освещен­ности. Типичны­ми полупроводниками являются кристаллы герма­ния и кремния, в которых атомы объединены ковалентной связью. Природа этой связи позволяет объ­яснить указанные выше характерные свойства. При нагревании полупроводников их атомы ионизируют­ся. Освободившиеся электроны не могут быть захва­чены соседними атомами, так как все их валентные связи насыщены. Свободные электроны под действи­ем внешнего электрического поля могут перемещать­ся в кристалле, создавая ток проводимости. Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов в кристаллической решетке приводит к образованию положительного иона. Этот ион может нейтрализо­ваться, захватив электрон. Далее, в результате переходов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле мес­та с недостающим электроном. Внешне этот процесс хаотического перемещения воспринимается как пе­ремещение положительного заряда, называемого «дыркой». При помещении кристалла в электриче­ское поле возникает упорядоченное движение «ды­рок» — ток дырочной проводимости. В идеальном кристалле ток создается равным количеством электронов и «дырок». Такой тип про­водимости называют собственной проводимостью полупроводников. При повышении температуры (или освещенности) собственная проводимость проводни­ков увеличивается. На проводимость полупроводников большое влияние оказывают примеси. Примеси бывают до-норные и акцепторные. Донорная примесь — это примесь с большей валентностью. При добавлении донорной примеси в полупроводнике образуются лишние электроны. Проводимость станет электрон­ной, а полупроводник называют полупроводником n-типа. Например, для кремния с валентностью п = 4 донорной примесью является мышьяк с валент­ностью п = 5. Каждый атом примеси мышьяка при­ведет к образованию одного электрона проводимости.

Акцепторная примесь — это примесь с мень­шей валентностью. При добавлении такой примеси в полупроводнике образуется лишнее количество «ды­рок». Проводимость будет «дырочной», а полупро­водник называют полупроводником          p-типа. Напри­мер, для кремния акцепторной примесью является индий с валентностью   n = 3. Каждый атом индия приведет к образованию лишней «дырки». Принцип действия большинства полупровод­никовых приборов основан на свойствах р-п перехо­да. При приведении в контакт двух полупроводнико­вых приборов р-типа и n-типа в месте контакта на­чинается диффузия электронов из n-области в p-область, а «дырок» — наоборот, из  р- в n-область. Этот процесс будет не бесконечный во времени, так как образуется запирающий слой, который будет препятствовать дальнейшей диффузии электронов и «дырок».

р-п контакт полупроводников, подобно ваку­умному диоду, обладает односторонней проводи­мостью: если к р-области подключить «+» источника тока, а к n-области «-» источника тока, то запираю­щий слой разрушится и р-п контакт будет проводить ток, электроны из области n- пойдут в р-область, а «дырки» из p-области  в n-область (рис. 23). В первом случае ток не равен нулю, во втором ток равен нулю. Т. е., если к p-области под­ключить «-» источника, а к n-области — «+» источника то­ка, то запирающий слой рас­ширится и тока не будет.

Полупроводниковый диод состоит из контакта двух полупроводников р- и n-типа. Достоин­ством полупроводникового диода являются малые размеры и масса, длительный срок службы, высокая механическая прочность, высокий коэффициент по­лезного действия, а недостатком — зависимость их сопротивления от температуры.