Qattiq jismlar fizikasi - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	3000UZS
Размер	2.2MB
Покупки	0
Дата загрузки	23 Ноябрь 2024
Расширение	pptx
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Qattiq jismlar fizikasi

Купить

www.umft.uz Qattiq jismlar fizikasi01

www.umft.uz  Qattiq jismlarning kristall tuzilishi. Bogʻlanish kuchlari.  Erkin atomning energetik sathlari. Kristallarda elektronlarning umumlashuvi va ularning energetik sohalar nazariyasi. Energetik sohalar boʻyicha elektronlarning taqsimoti.  Valentlik va oʻtkazuvchanlik sohalari. Sohalar nazariyasi bo‘yicha o‘tkazgichlar, yarim o‘tkazgichlar va dielektriklar.  Kristall panjara maydonida elektronlar harakati. EIektronning effektiv massasi. Taqsimot funksiya turlari. Fermi-Dirak kvant statistikasi. Ma’ruza rejasi0F02100B

www.umft.uz Atomdagi elektronning holati to‘rtta kvant sonlari bilan aniqlanadi: n — bosh kvant soni — statsionar holatdagi atomdagi elektronlarning energetik sathlarini belgilaydi: n=1,2,3, …n — bosh kvant soni — statsionar holatdagi atomdagi elektronlarning energetik sathlarini belgilaydi: n=1,2,3, … ℓ — orbital kvant soni — electron harakat miqdorining orbital momentini aniqlaydi. L = 0,1,2, … (n-1) — magnit kvant soni — elektron harakat miqdori orbital momentining oriyentatsiyasini aniqlaydi. — - ℓ, -(ℓ-1) … 0,1,2, … (ℓ-1), ℓ S — spin kvant soni — tanlangan yo‘nalishga nisbatan harkat miqdorining xususiy momenti oriyentatsiyasini aniqlaydi. S=+1/2,S=- 1/2ℓ — orbital kvant soni — electron harakat miqdorining orbital momentini aniqlaydi. L = 0,1,2, … (n-1) — magnit kvant soni — elektron

www.umft.uz Barcha boshqa kvant sonlarining istalgan qiymatlarida orbital kvant sonining qiymati ℓ =0 ga to‘g‘ri keladigan holatlar s - holatlar deb ataladi; ℓ =1 ga to‘g‘ri keladigan holatlar p - holatlar deb ataladi; ℓ =2 ga to‘g‘ri keladigan holatlar d - holatlar deb ataladi; ℓ =3 ga to‘g‘ri keladigan holatlar f - holatlar deb ataladi va hakozo.

www.umft.uz Atomdagi elektronlarning energetik spektri diskretdir. Vodorod atomidan farqli bo‘lgan ko‘p elektronli atomlarda energiya faqat n -ga emas, balki ga bog‘liq bo‘ladi E ( n , l ). Barcha S – energetik sathlar aynimagan sathlardir, chunki bu sathlarga faqat bitta elektron holati to‘g‘ri keladi: = 1 , m = -1 , 0 , -1 Har bir holatga ikkita elektron joylashishi mumkin bo‘lgani uchun, P – energetik sathlarni to‘ldirish uchun 6- ta elektron bo‘ladi. Umumiy holda orbital kvant sonli sath ( 2+1 ) karra aynigan bo‘ladi va unda elektronlar joylashishi mumkin.

www.umft.uz Bir – biri bilan o‘zaro ta’sirida bo‘lmagan atomlar elektronlarning energetik holatlari

www.umft.uz Bir – biri bilan o‘zaro ta’sirida bo‘lmagan atomlar elektronlarning energetik holatlari E(r) – Elektronning yadro bilan o‘zaro ta,siri potensial energiyasi

www.umft.uz N ta natriy atomini kristall panjara ko‘rinishida joylashtiramiz va boshlanishda ular orasidagi masofani atomlar maydoni bir-biri bilan ta’sir doirasida bo‘lmaydigan tarzda tanlaymiz ( r >> a ). Bu holda elektronlarning energetik holatlari xuddi alohida atomlar elektronlarining energetik holatiga o‘xshagan bo‘ladi. Rasmda ikkita natriy atomining energetik chizmasi keltirilgan. Atomlarning har biri ponasimon potensial chuqurlik sifatida va bu chuqurlik Ichida 1s , 2s , 2p , 3s energetik sathlar joylashganligi tasvirlangan. Natriyning 1s , 2s , 2p energetik sathlari elektronlar bilan butunlay to‘lgan. 3s sath yarmigacha to‘lgan, 3s dan yuqorida joylashgan energetik sathlar bo‘shdir. Rasmdan ko‘rinishicha, natriyning alohida turgan atomlari, qalinligi r >> a bo‘lgan potensial to‘s

www.umft.uz Bir – biri bilan o‘zaro ta’sirida bo‘lgan atomlar elektronlarning energetik holatlari

www.umft.uz Rasmdan ko‘rinishicha, qo‘shni atomlarni ajratuvchi potensial chiziqlar bir-birining ustiga qisman tusha boshlaydi va 0-energetik sathdan pastda joylashgan natijaviy egri chiziqni hosil qiladi. Shunday qilib, atomlarning bir-biriga yaqinlashishi potensial to‘siqqa ikki xil ta’sir o‘tkazadi: To‘siqning qalinligini panjara doimiysigacha kamaytiradi va balandligini pasaytiradi. 3s sathning valent elektronlari amalda bir atomdan ikkinchisiga to‘siqsiz o‘tishi mumkin. Shu holatni valent elektronlarining elektron buluti xarakteri ham ko‘rsatib turibdi. Bu hodisa kristall panjarada elektronlarning to‘la umumlashish hodisasi deb ataladi.

www.umft.uz Elektronlarning o‘zaro tutashuvi va umumlashuvi 1. Qo‘shni atom yadrosi boshqa atom elektronlarini tortishi natijasida alohida atomlar elektronlarini ajratadigan potensial to‘siq balandligini pasaytiradi. 2. Atomlar bir-biriga yaqinlashganda elektron qobiqlar bir-birini to‘sishi sodir bo‘ladi, natijada elektronlar harakati xarakteri sezilarli o‘zgaradi. 3. Atomlarning yaqinlashishidan potensial to‘siqning kengligi va balandligini keskin kamayishi natijasida kristall panjaraning nafaqat valent elektronlari, balki pastki sathlarda joylashgan elektronlarni ham erkin harakat qilishi mumkin. 4. Elektronlarning o‘zaro tutashuvi ta’siri kvant tabiatiga ega bo‘ladi va u elektronlarni bir-biridan farq qilaolmasklik natijasidir.1D0A

www.umft.uz Kristallda energetik sohalarning paydo bo‘lishi Qattiq jismning sohaviy nazarariyasi – kristallarda elektronlarning energetik spektrining kvant nazariyasidir, bu nazariyaga asosan energetik spektr ketma-ket joylashgan taqiqlangan va mumkin bo‘lgan energetik sohalardan tashkil topadi.1E

www.umft.uz Ikkita litiy atomlari bir-biridan ta’sirlashmaydigan masofada joylashgan bo‘lsa, ularning energetik sathlari chizmasi bir xil bo‘ladi: 1s sathlarda spinlari har xil bo‘lgan ikkita elektron va 2s sathlarda bittadan elektron joylashgan bo‘ladi.Ikkita alohida joylashgan atomlarning energetik sathlari chizmasi21

www.umft.uz Ikkita atomdan tashkil topgan tizimning energetik chizmasi Pauli prinsipiga asosan ikkita yangi holatlar paydo bo‘ladi: energetik sathlar ikkita energetik sathlarga ajraladilar. 1s energetik sathlarda Pauli prinsipiga asosan 4 ta elektron joylashadilar.21

www.umft.uz 1. Energetik sathlarning ajralish kattaligi ∆E atomlar orasidagi masofaga bog‘liq. 2. Atomlarning yaqinlashishi bilan ∆E ning ajralish kattaligi o‘sib boradi. 3. Kattaliklar ∆< ∆bo‘lishining sababi, 1s holatdagi elektronlarni yadro bilan kuchli bog‘langanlik sababidandir.

www.umft.uz Uch atomdan iborat bo‘lgan tizimning energetik chizmasi ∆ ajralishlar kattaliklari ikki atomdan iborat bo‘lgan tizimdagiga o‘xshash bo‘ladi. 23

www.umft.uz N atomlardan iborat bo‘lgan tizimning energetik chizmasi Taqiqlangan soha Butunlay to‘lgansohataq24

www.umft.uz 1. Energetik sohalarning kengligi kristallning o‘lchamlariga bog‘liq bo‘lmay, atomlarning tabiatiga va kristall panjaraning simmetriyasiga bog‘liqdir. 2. Atomdagi elektronlarning energiyasi ortishi bilan mumkin bo‘lgan energetik sohalar kengligi kattalasha boradi, taqiqlangan sohalar kengligi toraya boshlaydi. 3. Har bir energetik soha juda ko‘p energetik sathlardan iborat bo‘ladi, ularning soni qattiq jismni tashkil etuvchi atomlar soni bilan aniqlanadi. 4. Energetik soha kvazi uzluksiz energetik spektr ko‘rinishga ega. 5. Taqiqlangan sohaga tegishli energetik sathlarda elektronlar joylashaolmaydi.

www.umft.uz Elektr o‘tkazuvchanlik bo‘lishi uchun qattiq jismlar energetik spektrida elektronlar bilan qisman to‘ldirilgan energetik sohalar bo‘lishi kerak. Qattiq jismlar enenrgetik spektrida bunday qisman to‘lgan energetik sohalarning bo‘lmasligi ularda elektr o‘tkazuvchanlik yo‘q bo‘lishiga sabab bo‘ladi. Qattiq jismlarning taqiqlangan sohasi kengligiga qarab, ularni dielektrik va yarim o‘tkazgichlarga bo‘lish mumkin. Dielektriklarga, nisbatan keng taqiqlangan sohaga ega bo‘lgan qattiq jismlar kiradi. Tor taqiqlangan energetik sohalarga ega bo‘lgan qattiq jismlar yarim o‘tkazgichlarga kiradi, ularning kengligi taxminan 1 eV atrofida bo‘ladi.

www.umft.uz Sohalar nazariyasi metallar, yarim o‘tkazgichlar va dielektriklarning turli xarakterdagi elektr o‘tkazuvchanligini tushuntirib beradi. metall Yarim o‘tkazgich dielektrik

www.umft.uz Metallning sohaviy chizmasi Erkin soha Taqiqlangan soha O‘tkazuvchanlik sohasi metall0F12

www.umft.uz Metallarda elektronlar valent sohani qisman to‘ldiradilar. Yuqori sathlarda joylashgan elektronlarga eV tartivbidagi energiya uzatilganda, ularni yana yuqori sathlarga o‘tkazish mumkin bo‘ladi. 1K dagi issiqlik harakati enenrgiyasi tahminan eV tartibda bo‘ladi. Shu sababli, 0 dan farqli temperaturalarda elektronlarning bir qismi yana ham yuqori sathlarga o‘taboshlaydilar. Metallarga tashqi elektr maydoni qo‘yilganda elektronlarni yana yuqoriroq energetik sathlarga o‘tkazish mumkin bo‘ladi.

www.umft.uz O‘tkazuvchanlik sohasi Valent sohasi o‘Yarim o‘tkazgichning sohaviy chizmasi27

www.umft.uz Yarim o‘tkazgichning valent sohasi sathlari to‘la egallangan bo‘ladi. Erkin elektronlar hosil qilish uchun taqiqilangan soha kengligidan katta ∆E energiya uzatish kerak. Yarim o‘tkazgichlarning taqiqlangan sohasi kengligi ≤ 3 eV atrofida bo‘ladi. Uy harorati temperaturasida issiqlik harakati energiyasi elektronlarning bir qismini donor sathidan erkin sohaga ko‘chirishga yetarli bo‘ladi. Yarim o‘tkazgichga tashqi elektr maydoni qo‘yilganda elektronlarning tartibli harakati, ya’ni elektr toki paydo bo‘ladi.

www.umft.uz Dielektrikning sohaviy chizmasi O‘tkazuvchanlik sohasi Valent sohasi> 5 eV Dielektrik28

www.umft.uz Dielektriklarda taqiqlangan soha kengligi bir necha eV ga teng bo‘ladi ∆( ≥ 5 eV ). Issiqlik harakati energiyasi dielektrikning valent sohasidagi elektronlarni o‘tkazuvchanlik sohasiga o‘tkazishga yetarli bo‘lmaydi.

www.umft.uz Kristall panjaraning davriy maydonida elektronlar harakati Kristall panjaraning davriy maydonida o‘tkazuvchanlik elektronlari doimo harakatda bo‘ladilar. Kristall panjaraning ionlari holatlari α — panjara doimiysiga farq qilgani uchun, elektronni kristall panjaraning davriy maydonida uchratish ehtimoli x koordinataning davriy funksiyasi bo‘lishi kerak. Kristallning davriy maydonida, x o‘qi bo‘ylab harakatlanayotgan elektron uchun to‘lqin funksiya Blox funksiyasi deb ataladigan funksiya ko‘rinishiga ega bo‘ladi. n – butun son1E 18

www.umft.uz Kristallning davriy maydonidagi elektron uchun dispersiya qonuni Birinchidan , kristallning energetik spektri sohaviy xarakterga ega bo‘ladi: elektronlar egallashi mumkin bo‘lgan energetik sohalar taqiqlangan energetik sohalar bilan ajratilgabn bo‘ladi. Ikkinchidan , har bir energetik soha ichida elektron energiyasi k to‘lqin vektoribning davriy funksiyasi bo‘ladi va quyidagi tenglik bilan ifodalanadi. E(k)= +C+2A — energetik soha tashkil bo‘lgan atom sathining energiyasi, C — qo‘shni atomlar maydoni ta’sirida shu energetik sathni ko‘rsatuvchi kattalik, A — elektronning to‘lqin funksiyalarini qo‘shni atomlar orasida to‘silioshini belgilovchi o‘zaro almashish integrali. 1E0B 15

www.umft.uz EIektronning effektiv massasi Tashqi maydon ta’sirida elektron kristallning davriy maydonida quyidagi keltirilgan massa bilan harakatlanayotgandek tuyiladi. Bu massa — elektronning effektiv massasi deb ataladi. 1D

www.umft.uz Fermionlardan tashkil topgan ideal gaz – fermi-gazi, Fermi – Dirak kvant statistikasi bilan ifodalanadi. () &#55349;&#56445; &#55349;&#56473; &#55349;&#56445; &#55349;&#56427; Elektr maydon yo‘qligida aynigan elektron gaz, muvozanat holatida bo‘lgani sababli, Fermi – Dirak taqsimot funksiyasi bilan ifodalanadi. energiyali i – holatdagi zarrachalarning o‘rtacha soni

www.umft.uz FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO‘YXATI 1. Abduraxmanov Q.P., Egamov O‘. UMUMIY FIZIKA KURSI 2. Савельев И.В. Основы теоретической физики, 1,2,3 том, 1991г. 3. Трофимова Т.И. Курс физики,1990 г. 4. А.Н.Огурцов. Лекции по физике . 5. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике. 6. Оплачко Т.М.,Турсунметов К.А. ФИЗИКА, часть 2, 2006 г.2A

www.umft.uz TA’LIM SAYTLARI VA INTERNET RESURSLARI 1. fizika.uz – talabalar va fizika o‘qituvchilari uchun sayt 2. neutrino.ucoz.ru – TATU Fizika kafedrasi dotsenti O. E. Tigayning shaxsiy sayti 3. estudy.uz – TATU talabalari uchun fizikadan masofaviy ta’lim tizimi 4. Yenka.com 5. http://phet.Colorado.edu/ 6. http://www.falstad.com/mathphysics.html 7. http://www.quantumatomica.com.uk/download.html 8. http://school-collection.edu.ru25

Купить