Магнетиктер. Диа-пара-феромагнетиктер.

Магнетиктер деп здігінен магнит рісін тудыратын, болмаса сырты магнит рісін

m
згерте алатын ортаны айтады.Таы да сырты ріске келіп ендіргенде здері осымша магнит рісіні кзі болып табылатын заттарды айтады. Бл жадайда магнит рісіні толы индукциясы сырты магнит рісі мен магнетик туызан магнит рісіні индукцияларыны осындысына те болады. Магнетикті зі осымша магнит рісіні кзі болан жадайдаы, оны сырты магнит рісі серінен кйіні згеруін магнетикті магниттенуі (намагничивание) деп атайды. Магниттенуді ртрлі механизмдері бар. Осыан байланысты магнетиктер диа-, пара-,ферро- жне ферримагнетиктер болып блінеді. Антиферромагнетиктер магнетиктер тобына жатады (зін оршаан кеістікте магнит рісін туызбаса да). Магнит рісіні серінен клемні барлы элементтері магнит моментіне ие болады: P = ISn, мндаы S-контура тірелген бетті ауданы. Магнит моментіні баыты бетке (контура тірелген) тсірілген о нормальды баытымен дэл.

Диамагнетиктерде магнит рісіне енгізгенде молекулалар индукцияланан магнит моментіне ие болып осымша рісті кзі пайда болады. Парамагнетиктерде магнит моменттеріні бадарларына басты (преимущественные) баыт тзіледі. Бл жадайда клем ішіндегі молекулаларды магнит моменттеріні осындысына те магнит моментіне ие болып, магнит рісіні кздеріне айналады - Ферромагнетик пен ферримагнетиктерді магниттелінуі моментіні болуында.

Магниттелуді кзі Bемес, а H. Сондытан J-ді (магниттелгендікті) H-тан туелділігі мынадай: JH (7); мндаы À-берілген магнетикке тн шама - магниттік алырлы (восприимчивость) . B-ны H-тан туелділігін мынадай трде жазу абылданан: B = mH (4). Мндаы m-ортаны магниттік тімділігі.

 

1) Диамагнетиктерде магниттелгендік H -а арсы баытталан, йткені À0Þm m0(mr 1). Демек диамагнетик сырты рісті элсіретеді; À= f (T). À =10-5. Диамагнетизм барлы заттарда болады.

2) Парамагнетиктерде J баыты Hпен баыттас. Блар шін Демек, парамагнетик рісті кшейтеді. À= f (T) , À 10-3.

 

3) Ферромагнетиктерде Jбаыты Hбаытымен дэл келеді жне те лкен. Блар шін À 1,m m0,À,m = f (H). Блар сегнетоэлектриктерге сас.

 

Вакуумде J = 0 жне формула вакуумдегі рісті кернеулігін анытауаммкіндік береді: Магнит рісіндегі кштер: Тока сер ететін кштер

 

 
dF = j´BdV = Idl´B (5) жне

 

30.Диэлектриктегі электр рісі, электр ыысу векторы.Гаусс теоремасы. ткізгіштердегі электр рісі.Диэлектриктерде зарядталан еркін блшектер жо.Дегенмен электр рісіні серінен диэлектрик молекуларыны рамына кіретін о блшектер ріс баытымен,ал теріс блшектер ріске арсы жылжиды, сйтіп рбір молекула поляризацияланады. Осыны салдарынан диэлектрикті ріспен баыттас жаы о, арама-арсы жаы теріс зарядталады. Бл былысты диэлектрикті поляризациялануы д.а.Поляризацияланан диэлектрик сырты поляризациялаушы ріске арсы осымша электр рісін тудырады. Сондытан диэлектриктердегі ріс сырты рістен кем болады.

Диэлектриктердегі электростатикалы ріс кернеулігіні тйы бет бойымен алынан аыны сол бетті ішінде орналасан еркін жне байланыстаы зарядтарды алгебралы осындыларыны вакуумны диэлектрлік тімділігіне атынасына те болу керек: (1).qe жне q шамаларын сйкес зарядтарды клемдік тыыздытары арылы рнектесек (1) атынасты: деп жазуа болады, мндаы Vs s тйы бетпен шектелген клем. пайдаланса :
(2). (2) рнегіні сол жаына Гаусс-Остроградский теоремасын олданса, (3). (3) тедік диэлетрикті амтитын кез келген клем шін орындалатын боландытан: divD= (4). -ыысу векторы д.а.

Сонымен, диэлектриктегі электростатикалы рісті сипаттау шін еркін зарядтармен ана аныталатын электрлік ыысу векторы деген шама ендіру олайлы екен.Кейде (4) тедеуге электрлік ыысу вектоырыны кздері еркін зарядтар болып табылады, оны кш сызытары еркін зарядтарда басталып, еркін зарядтарда басталып, еркін зарядтарда аяталады деп те маына береді.
пайдаланса, (5). - диэлектрикті салыстырмалы тімділігі, ал -диэлектрлік тімділік д.а. Салыстырмалы диэлектрлік тімділік біртекті диэлектриктегі рісті кернеулігі вакуумдегі ріс кернеулігімен салыстыранда неше есе азаятындыын крсетеді. Мысалы, біртекті диэлектрик ортадаы еркін нктелік зарядты q ыысу векторын
(6). Ал вакуумде сол зарядты ріс кернеулігі (7).

31. Асын ткізгіштік. Токты уаты жне жмысы.Асын ткізгіштік былысты 1911 жылы Каммерлинг-Оннес ашан.Асын ткізгіштік байалатын металдар шін критикалы температура 0,01-ден 20К дейінгі температуралар аралыында жатады. Мысалы, вольфрамны критикалы температурасы Tk=0,1K, алюминийдікі Tk=1,2K. Критикалы температурадан жоары температураларда металды кедергісі нлден зге жне температураа туелділігі алыпты металдардаыдай болады. Сондытан асын ткізгіштік кй мен алыпты кйді металды екі фазасы ретінде арастыруа болады. Басаша айтанда, критикалы температурада металл алыпты фазадан асын ткізгіштік фазаа ауысады. Бл кезде энергия блінуі, болмаса жтылуы байалмайды, яни бл алмасу кезінде ішкі энергия секірмелі трде згеретін боландытан екінші ретті фазалы алмасуа жатады.

алыпты фазадаы металдарды жылу сыйымдылыы температураа тура пропорционал, ал асын ткізгіш фазадаы металдарды жылу сыйымдылыы температура бойынша экспоненциалды трде згереді. Критикалы температура

 

 

жылу сыйымдылы секірмелі трде згереді.Мндай былыстарды байалу себебі температура критикалы температуа жаындаан сайын электрондарды бір блігі “асын аыш” электронды сйыа конденсацияланады. Осы электронды сйы кристалл бойымен ешбір кедергіссіз озалады, сйтіп асын ткізгіштік байалады. Температура абсоллюттік нлге жеткенде электрондарды брі асын аыш сйыты рамына кіреді,керісінше, температура жоарлаан кезде электронды сйыты рамына кіретін электрондарды саны азаяды.Температура критикалы температураа жеткен кезде, аыш фаза жоалып, металл алыпты кйге кшеді.

Температура критикалы температурадан тмен боланда “асын аыш” электронды сйыты пайда болу себебі : электрондар бір-бірімен кулонды серді нтижесінде тебілумен атар, иондармен сотыысан кезде фонондар жтып жне оларды оздырады, яни бірі фонон оздыратын, екіншісі фонон жтатын екі электронны арасында байланыс пайда болып, олар бір-бірін тартады. Міне, осы тартылыс кші тебіліс кшімен аздап артыыра бола бастаса, электрондар екі-екіден осаталады. осаталынан электрондарды жиыны электронды сйыты райды.

dq жне U потенциал айырымы арылы ткен кезде істелінетін жмыс: dA=dq*U (1)

dq=Idt боландытан, dA=I*Udt (2). Сондытан осы блікте ток тасымалданан кезде дамытылатын уат: (3). Бл формула кернеуді тсуі U болатын тізбек блігінде дамытылатын толы уатты анытайды. Егер кернеуді барлы тсуі сырты R кедергіде болса, U=IR , жне бл кезде осы кедергіде бірлік уаытта блінетін жылуды млшері уатпен аныталады, яни: Q=P=I2R (4). Ал dt уаытта блінетін жылуды шамасы: dQ=I2R*dt (5). Соы екі формулалар Джоуль-Ленц заыны математикалы рнектері.

 


32.Жартылайткізгіштер.зіні тімділік сипаттамалары бойынша жартылайткізгіштер электронды (n-типті) жне кемтіктік (p-типті) болады.n-типті жартылай-те озалмалы зарядты тасушылар теріс табалы электрондар, ал p-типті жар.-те о табалы кемтіктік болып келеді. Бос тасушыларды арты концентрациясы жартылай ткізгішті кристалды торына оспаларды енгізу арылы іске асырылады. оспалар донорлы жне акцепторлы болады. Донорлар деп оспаны атомдарын айтады, оларды валенттік электрондары берілген жартылай ткізгішті атомындаыдан арты. Донорлы оспалар электронды тімділкті арттырады. Акцепторлар деп оспаларды атомдарын айтады, оларды валенттік электрондары берілеген жартылай ткізгішті атомдарынан кем. Акцепторлы оспалар кемтіктік тімділікті айтады.

Егер 4-валентті германийге 5-валентті мышьяк атомын осса онда мышьяк трт кршілес германий ковалентті байланыс тзеді. Мышьяк атомыны бесінші валентті электроны ковалентті байланыса атыспайды. Ол мышьяк атомыны ядросымен те нашар байланысан сондытан блме температурасында одан оай блінеді.Осыны нтижесінде жартылай ткізгіште бос электрондар пайда болады, ал мышьякты атомы о зарядтанан иона айналады. Кемтік пайда болады. Кез келген жартылай ткізгіште, концентрациясы басымдау заряд тасымалдаушылар негізгі заряд тасымалдаушылар д.а. Негізгілерден баса зарядты негізгі емес тасымалдаушылар д.а.

Егер 4-валентті германийа кез келген 3-валентті элементті осса, мысалы индий, онда индий атомы германий атомын алмастырады жне кршілес атомдармен кованлентті байланыса тседі. Индийді 3-валенттік байланысы боландытан онда байланыстарды біреуі индий атомыны германиймен байланысы толтырылмай алады, яни индий атомыны жанында кемтік пайда болады.

Таза жартылай ткізгішті электрткізгіштігі:

, ал ( , - негізгі жне оспа атомдарды концентрациясы, ал - электрондарды негізгі жне оспа атомдарды шашырауыны эффектілі клдене имасы) екенін еске алса, оспалы жартылай ткізгішті электронды электрткізгіштігі:

Мндаы оспа атомдарды салыстырмалы концентрациясы.