Структура физического явления – Физические и химические явления – разработки уроков по химии – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

Урок по теме "Что изучает физика"

Водный урок «Что изучает физика» (7 класс)

Цели урока:

Образовательные: 

  1. Познакомить учащихся с новым предметом школьного курса. Определить место физики, как науки.

  2. Научить различать физические явления и тела.

  3. Познакомить с методами изучения физики.

Воспитательные: 

  1. Показать значение познания мира через мышление.

  2. Формировать моральные, волевые и эстетические качества личности.

Развивающие: 

  1. Развивать внимание и любознательность.

  2. Развивать представление о применении человеком физических знаний в быту и технике.

Структура урока: 

  1. Организационный этап.

  2. Мотивационный этап.

  3. Изучение нового материала.

  4. Закрепление изученного.

  5. Домашнее задание.

Ход урока:

1. Организационный этап

Взаимное приветствие учащихся и учителя.

Прежде, чем отправиться в увлекательное путешествие в мир физики, давайте определимся с учебниками и тетрадями:

1. Учебники

2. Тетради: 1) рабочая тетрадь по физике;

                     2) 2 тонкие тетради: для лабораторных работ по физике;

                                                         для контрольных работ по физике.

3. Сборник задач по физике Лукашик В.И., Иванова Е.В. 7- 9 классы.

2. Мотивационный этап

Итак, начнём наше путешествие в мир физики с вопроса «Что изучает физика?»        

Пишем сегодняшнее число и тему урока.

Что изучает физика? – спросите вы.  Я отвечу: «Физика – это всё, что нас окружает!!!...»

Обернитесь вокруг: вы видите парты, столы, стулья, шкафы, окна, за окном синее небо, летают птицы, дует ветер… Это всё физика.

В течение всей  своей жизни, начиная с самого начала, мы с вами постоянно познаём окружающий нас мир начиная с младенческого возраста, мы усваиваем огромное количество информации об окружающем мире, на что редко обращаем внимание. С детства мы с вами знаем что такое «горячо», что такое «холодно», что такое «мягкое» и что такое «жёсткое» или «твердое». Мы с Вами знаем, что чистое небо – синее, трава – зелёная, клубника – красная и т. д. иными словами мы знаем много характеристик окружающего нас пространства, или окружающей нас природы. Ведь земля, вода, воздух, растения, животные, люди, и все предметы вокруг нас – это всё природа. И именно природу, её законы и изучает физика.

  1. Изучение нового материала

3.1. Из истории возникновения физики.

Физика является одной из древнейших наук. Древний человек наблюдал за окружающим миром, от которого зависела вся его жизнь, пытался понять явления природы. Солнце давало людям тепло и приносило засухи. Дожди поливали живительной влагой и вызывали наводнения; бедствия несли ураганы и землетрясения. Древние люди не знали причин их возникновения и приписывали разрушительные явления сверхъестественным силам. Постепенно люди начали понимать действительные причины природных явлений и их взаимосвязь. Так начали зарождаться науки о природе, одной из которых была физика.

В 4 веке д.н.э. древнегреческий учёный Аристотель ввёл понятие «физика». Слово «физика» в переводе с греческого означает «природа».

В русском языке это слово появилось в 18 веке, благодаря Михаилу Васильевичу Ломоносову.

   

  3.2.Взаимосвязь физики с другими науками

Но не только физика является наукой, изучающей природу. География, биология, астрономия также изучают природу, но они не дают какого – либо полного представления о структуре окружающего нас мира.

Так, география изучает климат, а физика объясняет причину возникновения именно таких климатических условий, зарождение циклонов и т.д.

Биология изучает растения и животный мир, физика объясняет, к примеру, почему не болит голова у дятла, благодаря чему мы слышим…

Астрономия изучает звёзды, Солнце, планеты, а физика объясняет, почему планеты движутся вокруг Солнца, а не улетают от него и т.д.

Таким образом, физика даёт полное представление о структуре окружающего мира. Физика позволяет познать силы природы и поставить их на службу человеку, позволяет понять современную технику и развивать её дальше. Ведь не очень давно люди ездили на тарантасах, запряжённых лошадьми, жали рожь и пшеницу серпами, сидели при свете горящих лучин и только в сказках мечтали о различных волшебствах… И это волшебство случилось… и во сём этом мы должны быть благодарны физике!!!

Итак, что же такое физика? Запишем определение.

Физика – наука о природе и о физических явлениях, которые в ней происходят. 

А физические явления – это изменения, происходящие в природе.

3.3. Изучение физических явлений

 Вы знаете как в природе происходят многие явления, и, надеюсь, легко закончите фразы. Предскажите чем закончатся следующие события:

а) Если  выпустить из рук тяжёлый предмет, то…

б) Если цветок не поливать, то …

в) Если сверкнула молния, то…

Явлений в природе огромное количество. Поэтому для того, что бы удобнее было их изучать,  в физике используют определённую классификацию.

        Делаем подзаголовок.

Классификация физических явлений:

1. К первой группе явлений относят явления, связанные с движением либо взаимодействием тел. Такие явления называются механическими явлениями.

Примеры: движение машин, течение воды в реках, движение воздушных масс (ветер) и т.д.

2. Ко второй группе явлений относят явления, связанные с электрическим током. Такие явления называются электрическими явлениями.

Примеры: потребление электроэнергии электроприборами, молния и т.д.

3. К третьей группе явлений относят явления, связанные с магнитными свойствами тел. Такие явления называются магнитными явлениями.

Примеры: взаимодействие магнитов, магнитные бури и т.д.

4. К четвёртой группе явлений относят явления, связанные со светом. Такие явления называются оптическими, или световыми явлениями.

Примеры: радуга, закат, цвет и т.д.

5. К пятой группе явлений относят явления, которые связаны с теплом. Такие явления называются 

тепловыми явлениями.

Примеры: тепло от Солнца, узоры на окне в мороз и т.д.

6. К шестой группе явлений относят явления, которые связаны со звуком. Такие явления называются акустическими, или звуковыми явлениями.

Примеры: эхо, голос, тембр голоса, звуки природы, гром и т.д.

Все эти явления изучаются в физике.

Для чего? Зачем изучать такое огромное число явлений?

Основной задачей физики является изучение физических явлений, описание их особенностей и вывод общих законов.

Закон в физике – это совсем тоже самое, что закон в Конституции. Закон в физике – это некоторое доказанное утверждение, которое выявляет общие закономерности протекания физического явления в природе.

Так на примере свободного падения стального шарика, можно установить законы падения для других тел разной формы и массы. (Опыт Галилео Галилея) А затем использовать эти законы в своей жизни: в строительстве, в военном деле, в мореплавании, и даже в цирке…

3.4. Физические термины        

Любая наука использует свои специальные слова – научные термины. Так, физик, говоря о движении тел (машин, самолётов, мяча, планеты), обычно не считается с тем, что именно движется, т.к. для изучения механического движения это не существенно во многих задачах. Поэтому в этих случаях говорят о физическом теле, понимая под этим любой предмет.

Запишем определение:

Физическое тело – это каждое из окружающих нас тел.

Приведём примеры физических тел: мяч стол, ракета, карандаш, Земля, и т.д.

Все объекты и физические тела являются материей. Всё что нас окружает материально. Вода, воздух, звёзды – любые физические тела материальны. Факт их существования не зависит от нашего сознания. Материя есть объективная реальность, данная нам в ощущениях.

Таким образом, запишем определение:

Материя – всё то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания.

 Материя в нашем мире существует в виде вещества и поля.

Вещество – это материал из которого состоят физические тела.

Мы его можем потрогать, увидеть. Очень важно уметь отличать вещества от физических тел и тем более от физических явлений.

Так, гвоздь – физическое тело, железо – вещество;
       стол - физическое тело, дерево – вещество;

        капля воды - физическое тело, вода – вещество.

        Другой вид материи – поле – существует не зависимо от нас. Поле не всегда можно обнаружить при помощи органов чувств человека, но оно легко обнаруживается по влиянию на какое – нибудь физическое тело. Например, существует гравитационное поле, которое мы не ощущаем, и благодаря которому мы ходим по земле и не улетаем с неё, не смотря на то, что она вращается со скоростью 30 км/сек, но измерить мы его не можем, пока… А вот электромагнитное поле человек не только может ощущать по последствиям его воздействия, но и измерять.

        Наши мысли и сны нельзя считать материальными, т.к.- это продукт нашего сознания.

3.5. Методы исследования физического явления

Давайте подумаем о том, как можно изучать физику? Откуда появляются у человека знания?

-Что я держу в руках? (апельсин).

-Как вы узнали что это апельсин?

-что мы делаем сейчас? (смотрим на апельсин, наблюдаем за ним: он оранжевого цвета, пористый)

-Но этого мало, чтобы иметь чёткое представление о нём. Мы его можем очисть от кожуры – почувствуем запах апельсина, попробуем на вкус. Можем выжать сок из него, можем сварить компот и т.д., т.е. мы начинаем проводить

опыты над ним или эксперимент. 

Многие первичные знания появляются из повседневных наблюдений. С этого, собственно, и начиналась физика. Философы и учёные Древней Греции в основном вели наблюдения.

Из наблюдений они пытались установить закон, которому подчиняется то или иное наблюдаемое явление, и поставить знание установленного закона на службу человеку.

Но в одно прекрасное время  древнегреческий учёный Архимед, воскликнув «Эврика!», провёл опыт, разоблачив тем самым мошенничество с царской короной. (Легенда об Архимеде)

В средние века учёные (Галилео Галилей, Эванджелиста Торричелли, Блез Паскаль и др.) начали массово ставить опыты для постижения истины.

Ведь наблюдения недостаточно, чтобы познать природу вещей. Очень часто наблюдения открывают только «явную» сторону происходящих явлений. Вспомните, многие наблюдения убеждают человека в том, что Земля плоская.

Или нам интересно, какое тело упадёт быстрее: то которое тяжелее, или то, которое легче.

Для этого мы бросаем два этих тела и наблюдаем результат. На основании этого опыта мы можем сказать, что тело, которое тяжелее падает быстрее. Но мы не можем ответить на вопросы «Почему оно падает быстрее?» ; «Что будет, если оба тела незначительно отличаются по массе?»

И поэтому, чтобы проникнуть в суть вещей необходимы эксперименты (опыты).

Опыты проводятся учёным по заранее продуманному плану с определённой целью.

 Во время опытов проводятся измерения с помощью специальных приборов физических величин. Примерами физических величин являются: расстояние, объём, скорость, температура.

По прошествую эксперимента выводят физический закон.

  1. Закрепление изученного материала

  1. Задачник Лукашик №1, 4, 5.

  2. Вы случайно спрятали в карман шоколадку, и она там растаяла. Можно ли случившееся назвать явлением? (Да)

  3. Вам во сне явился добрый волшебник, подарил много мороженного, и Вы угостили им всех своих друзей. Жаль только, что это был сон. Можно ли считать появление доброго волшебника физическим явлением? (Нет)

  1. Домашнее задание

Выписать в «физический словарь» понятия:

1. Что такое  «физика»?

2. Что такое «физические явления»?

3. Что такое «физическое тело»?

4. Что такое «вещество»?

5. Что такое «материя»?

Подумайте, с какими физическими явлениями вы сталкиваетесь в повседневной жизни, и предположите, как их можно изучить.

Понятия модели, физического явления и среды

Вернуться к содержанию

  Модель – это материальный или идеальный объект, замещающий исследуемую систему и адекватным образом отображающий ее существенные стороны. Модель объекта отражает его наиболее важные качества, пренебрегая второстепенными [1].

   Компьютерная модель (англ. computer model), или численная модель (англ. computational model) – компьютерная программа, работающая на отдельном компьютере, суперкомпьютере или множестве взаимодействующих компьютеров (вычислительных узлов), реализующая представление объекта, системы или понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию, включающей и набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.

  Говоря о компьютерной реконструкции, мы будем подразумевать разработку компьютерной модели определенного физического явления или среды.

    Физическое явление – процесс изменения положения или состояния физической системы. Физическое явление характеризуется изменением определенных физических величин, связанных между собой. Например, к физическим явлениям относятся все известные виды взаимодействия материальных частиц.

  На рисунке 1 представлена компьютерная динамическая модель изменения магнитного поля, образованного двумя магнитами, в зависимости от положения и ориентации магнитов относительно друг друга.

Рисунок 1 - Компьютерная динамическая модель изменения магнитного поля

   Представленная компьютерная модель отражает динамику изменения параметров магнитного поля методом графической визуализации изолиниями. Построение изолиний магнитного поля осуществляется в соответствии с физическими зависимостями, учитывающими полярность магнитов при их определенном расположении и ориентации в плоскости.

   Рисунок 2 иллюстрирует компьютерную имитационную модель течения воды в открытом русле, ограниченном стенками длинного стеклянного лотка.

Рисунок 2 - Компьютерная имитационная модель течения воды в открытом русле

   Расчет параметров открытого потока (формы свободной поверхности, расхода и напора воды и др.) в данной модели выполняется в соответствии с законами гидродинамики открытых потоков. Расчетные зависимости составляют основу алгоритма, согласно которому производится построение модели потока воды в виртуальном трехмерном пространстве в реальном времени. Представленная компьютерная модель позволяет произвести геометрические замеры отметок поверхности воды в различных точках по длине потока, а также, определить расход воды и другие вспомогательные параметры. На основании полученных данных можно исследовать реальный физический процесс.

    В приведенных примерах рассматриваются компьютерные имитационные модели с графической визуализацией физического явления. Однако компьютерные модели могут и не содержать визуальной или графической информации об объекте исследования. Тот же самый физический процесс или явление можно представить в виде набора дискретных данных, причем используя тот же алгоритм, на котором строилась имитационная визуальная модель.

   Таким образом, основной задачей построения компьютерных моделей является функциональное исследование физического явления или процесса с получением исчерпывающих аналитических данных, а уже второстепенных задач может быть много, в том числе и графическая интерпретация модели с возможностью интерактивного взаимодействия пользователя с компьютерной моделью.

   Далее мы будем говорить о компьютерном моделировании физических сред и характерных для них явлений. Под физической средой подразумеваются определенные механические системы.

 Механическая система (или система материальных точек) – совокупность материальных точек (или тел, которые по условию задачи оказалось возможным рассматривать как материальные точки).

   В технических науках среды разделяют на сплошные (непрерывные) и дискретные среды. Данное разделение является в некоторой степени приближением или аппроксимацией, поскольку физическая материя по своей сути дискретна, а понятие непрерывности (континуума) относится к такой величине, как время. Другими словами, такая «сплошная» среда как, например, жидкость или газ состоит из дискретных элементов – молекул, атомов, ионов и т.д., однако математически описать изменение во времени этих структурных элементов крайне сложно, поэтому к таким системам вполне обосновано применяются методы механики сплошных сред.

Библиографические ссылки:

[1] – Дворецкий С.И., Муромцев Ю.Л., Погонин В.А. Моделирование систем. – М.: Изд. центр «Академия», 2009. – 320 с.

Вернуться к содержанию

При копировании материалов ссылка на сайт www.sunspire.ru обязательна. Также, вы можете использовать библиографическую ссылку на учебное пособие:

 

"Белов, В.В. Компьютерная реализация решения научно-технических и образовательных задач: учебное пособие / В.В. Белов, И.В. Образцов, В.К. Иванов, Е.Н. Коноплев // Тверь: ТвГТУ, 2015. 108 с."

Физические явления - Справочник химика 21

    Если вид уравнения, описывающего физическое явление, йе известен, часто можно найти критериальное уравнение, применяя так называемый метод анализа размерностей, основанный на том, что размерности правой и левой частей уравнения должны быть одинаковы. [c.21]

    Рассматриваемые физические явления подобны, если для сходственных точек этих полей справедливы зависимости  [c.16]


    Аналоговое моделирование основано на аналогиях, существующих в описании некоторых фильтрационных процессов с другими физическими явлениями (диффузией, процессом переноса тепла, электрического тока и т.д.). Основная причина существования аналогий-это однотипность уравнений, описывающих физические процессы различной природы. Аналогия устанавливается на основании того факта, что характеристические уравнения (например, закон Дарси и закон Ома) выражают одни и те же принципы сохранения (массы, импульса, энергии, электричества и т.п.), лежащие в основе многих физических явлений. Существующие аналогии позволяют разрабатывать аналоговые модели. [c.376]

    Вторая теорема подобия формулируется следующим образом полное, размерно однородное уравнение или систему таких уравнений, описывающих физическое явление, можно представить как критериальное уравнение в виде функциональной зависимости между безразмерными критериями подобия. [c.20]

    МАСШТАБИРОВАНИЕ ЕДИНИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, В КОТОРЫХ ХОД ПРОЦЕССА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ФИЗИЧЕСКИМИ ЯВЛЕНИЯМИ [c.446]

    Продольное перемешивание в колонных аппаратах может быть следствием ряда физических явлений. Основными из них являются 1) турбулентное перемешивание в осевом направлении (турбулентная осевая диффузия) 2) осевая циркуляция в потоке  [c.24]

    Взаимосвязь химических и физических явлений изучает физическая химия. Эта быстро развивающаяся отрасль химии является пограничной между химией и физикой. Пользуясь теоретическими и экспериментальными методами обеих наук, а также и своими собственными методами, физическая химия занимается [c.11]

    Физические явления Такие изменения вещества, при которых его природа не изменяется (не разрываются и не возникают новые химические связи) [c.548]

    Начнем с описания следующего эксперимента. Электроны определенной энергии, вылетая из источника, поодиночке проходят через маленькие отверстия в поставленной на их пути преграде, а затем попадают на фотопластинку или на люминесцирующий экран, где оставляют след. После проявления фотопластинки на ней можно увидеть совокупность чередующихся светлых и темных колец (рис. 3), т. е. дифракционную картину, которая представляет собой довольно сложное физическое явление, включающее как собственно дифракцию (т. е. огибание волной препятствия), так и интерференцию (наложение) волн. Не останавливаясь на детальном рассмотрении этих явлений, отметим лишь следующие моменты  [c.18]


    Изучение процессов па зерне катализатора необходимо для создания эффективных каталитических систем. Расчеты химического нроцесса на зерне катализатора проводят на основе решения уравнений балансов масс компонентов и тепла. Поскольку, однако, ряд коэффициентов, входящих в уравнения балансов, определить одновременно крайне сложно, рассмотрим методы расчета для таких случаев, когда на основной химический процесс влияет ограниченное число физических явлений например, только внешний или только внутренний транспорт. Далее приведем универсальный итерационный метод расчета процессов в неоднородно-пористом зерне сложного катализатора и проиллюстрируем его применение для определения оптимальной структуры и состава катализаторов крекинга и гидрокрекинга. [c.267]

    Теперь о нереальности валентного состояния. Оно нереально лишь в том смысле, что не является, как уже отмечалось, спектроскопически наблюдаемым. Но оно отражает вполне реальное физическое явление — перераспределение электронной плотности при переходе от изолированных атомов к атомам в молекуле , сопровождаемое расширением валентных возможностей атомов. [c.174]

    Анализ функционирования сернокислотных систем и типовых, процессов химической технологии показал, что основную неопределенность в рассматриваемом производстве вносят расход воздуха на входе в систему, концентрация диоксида серы на входе в контактно-абсорбционное отделение, активность катализатора на слоях контактной массы и величины коэффициентов теплопередачи в теплообменниках. Неопределенность этих параметров вызвана как чисто технологическими и физическими явлениями, так и неточностью математических моделей. [c.273]

    Приведенные данные по адсорбции — десорбции подтвердили, что адсорбция н. парафина. цеолитом MgA представляет собой физическое явление и характеризуется обратимостью сорбционного процесса. [c.106]

    Перейдем к общим положениям теории подобия. Согласно первой теореме подобия, для подобия физических явлений необходимо, чтобы физические величины во всех сходственных точках были пропорциональны. Проиллюстрируем ее на примере процесса диффузии, который в оригинале и модели протекает в соответствии с первым законом Фика удельный поток вещества равен коэффициенту диффузии О, умноженному на градиент [c.134]

    Согласно первой теореме подобия, для подобия физических явлений необходимо, чтобы физические величины во всех сходственных точках были пропорциональны. [c.22]

    Теоретическая, общая и физическая химия Строение вещества, физические явления и закономерности химических реакций [c.11]

    При жидкостной экстракции, кроме чисто физических явлений, какими являются оба вида диффузии и спонтанная турбулентность, могут происходить также и химические реакции между растворенными молекулами и компонентами растворителя или только между первыми. Реакции могут проходить либо в фазе растворителя—и тогда о

1.3. Физические явления, используемые в интегральной микроэлектронике

Условно их можно разделить на две группы (рис. 1.4). Как видно из схемы, явления и процессы группы I не только определяют физические возможности реализации конкретной функции ИС, но и позволяют математически описать принципы работы ИС и их элементов. Что же касается группы II, то перечисленные методы определяют возможность технологической реализации ИС.

  1. Туннельный эффект, эффект сильного поля

  2. Эффект Ганна

  3. Эффект Холла

  4. Эффект Пельтье

  5. Эффект Зеебека

  6. Эффект Джозефсона

  1. Перенос носителей заряда

  2. Контактные явления

  3. Электронные процессы на поверхности

  4. Оптические и фотоэлектрические явления в полупроводниках

  5. Размерные эффекты

  6. Физические явления в ферромагнитных плёнках

Рис. 1.4. Схема физических явлений, процессов и методов,

используемых в микроэлектронике

1.4. Процессы и явления, определяющие функционирование интегральных схем (ис)

Кинетические явления в общем случае характеризуют движение носителей заряда в полупроводниках, которое обусловлено двумя процессами: диффузией под действием градиента концентрации и дрейфом под действием градиента электрического потенциала. Поскольку в микроэлектронике используют примесные полупроводники с двумя типами носителей заряда – дырками, электронами, то полный ток J будет определяться выражением

J = (Jp)диф + (Jp)дрейф + (Jn)диф + (Jn)дрейф , (1.1)

где индексы n и р – электронные и дырочные составляющие тока.

Плотности дрейфовых составляющих тока пропорциональны градиенту электрического потенциала .

Поскольку - напряжённость электрического поля, то для одномерной модели

; ,

(1.2)

; ,

где q – заряд дырки или электрона; μр, μn– подвижности дырок и электронов; Dp, Dn – коэффициенты диффузии дырок и электронов, n и р – концентрации электронов и дырок.

Подвижность дырок и электронов зависит от температуры и концентраций примесей.

, (1.3)

где – температурный потенциал;k – константа Больцмана, Т – температура (например, при Т = 300 К, ≈ 0,026 В)

С учётом уравнений (1.1) и (1.2) получим уравнение плотности тока

. (1.4)

Концентрации p и n являются функциями двух переменных – координаты x и времени t: p(x,t) n(x,t).

Эти функции являются решениями уравнений непрерывности

(1.5)

где р0 и n0 - равновесные значения концентраций дырок и электронов, ;– избыточные концентрации;,– среднее время жизни носителей заряда.

1.5. Контактные явления в микроэлектронных структурах

Контактные явления в микроэлектронных структурах играют исключительно важную роль. Все электрические контакты можно разделить на:

  • линейные (омические). Такие контакты имеют малое сопротивление, не искажают форму сигнала, имеют линейную вольт-амперную характеристику;

  • нелинейные. Этот вид контактов имеет место, например, в процессах выпрямления, детектирования, генерирования частоты;

  • инжектирующие (асимметричные). Данный вид контактов реализуется в биполярных транзисторах, где происходит инжекция неосновных носителей заряда в одном направлении.

В микроэлектронике наибольшее распространение получили следующие структуры контактов:

  • металл-металл;

  • металл-полупроводник;

  • металл-диэлектрик;

  • полупроводник-полупроводник;

  • полупроводник-диэлектрик.

Контакты “металл-полупроводник” могут быть как омическими, так и нелинейными. Омические контакты “металл-полупроводник” широко применяют в активных и пассивных ИС полупроводникового типа, а также в активных элементах гибридных ИС. Обеспечение омического контакта, характеризуемого низким сопротивлением, зависит от соотношения работ выхода электронов из металла и полупроводника.

Тем не менее в микроэлектронике наиболее часто встречаются плавные несимметричные переходы p-n, для которых >> или >> .

Для таких переходов полная концентрация N(x) = Nd - Na= ax , где a – градиент концентрации примеси; Nd– донорная примесь; Na – акцепторная примесь; x – координата (или толщина материала).

Графически распределение примесей в области такого перехода можно изобразить следующим образом:

Для донорной и акцепторной примесей

Для разности концентраций донорной и акцепторной примесей

Рис. 1.5. Распределение донорных и акцепторных примесей

в области несимметричных переходов

В результате разности работ выхода электронов в n- и p- областях возникает диффузионный поток электронов и аналогичный поток дырок, направленный в противоположную сторону. Уход электронов и дырок из приконтактных областей создаёт область объёмного заряда, обусловленного неподвижными ионизированными атомами донорно-акцепторной примеси.

При этом концентрации неосновных носителей pn и np по сравнению с равновесными значениями ибудут возрастать по закону:

, (1.6)

где U – подведённое внешнее напряжение к p-n-переходу.

Таким образом, имеем процесс нагнетания избыточных неосновных носителей заряда – инжекцию. Процесс же удаления неосновных носителей заряда есть экстракция.

Вольт-амперная характеристика p-n-перехода описывается следующим выражением:

,(1.7)

где – плотность тока насыщения, аLn и Lp – диффузионные длины электронов и дырок.

Из (1.7) следует, что в прямом направлении ток возрастает по экспоненциальному закону с повышением напряжения, а в обратном – стремится к току насыщения Js, который не зависит от внешнего напряжения U.

В случае резкого асимметричного перехода (<<) плотность тока насыщения будет иметь следующий вид:

. (1.8)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *