БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра электронной техники и технологии
РЕФЕРАТ
На тему:
«ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ В ВИДЕ КОРПУСКУЛ И ВОЛН И МОДЕЛЬ АТОМА»
МИНСК, 2008
Введение
Принцип действия электронных, ионных и полупроводниковых приборов базируется на движении свободных частиц, которые благодаря своему заряду подвержены воздействию со стороны электрических и магнитных полей. Различают четыре группы частиц, используемых в этих приборах, а именно: электроны, ионы, нейтральные атомы, или молекулы, и кванты электромагнитного излучения (фотоны, кванты рентгеновского и γ-излучения); свойства этих частиц и их поведение определяют принцип действия прибора.
1. Основные сведения об элементарных частицах 1.1. Электрон.
Заряд е=1,6*10-19 к (в уравнения подставляется положительная величина).
Масса m=9,1*10-28 г.
e/m=1,76*108 к/г, или (в технической системе единиц) e/m≈1,8*1015 см2/в*сек2.
m/mH=1/1835 (mH - масса атома водорода).
Радиус r ≈ 10-13 см.
Энергия Ek = 1/2 mv2 = eU.
Скорость
, км/сек. (1)
1.2. Ионы
В качестве примера приведены данные для иона Н+, иона Не+ и иона Hg+.
Скорость иона можно определить из уравнения (1), если вместо m подставить массу иона mi, а вместо элементарного заряда е заряд иона qi (положительный).
Ион
Заряд* qi, к
Радиус ri, см
Масса mi, г
qi/mi, к/г
Н+
Не+
Hg+
1,6*10-19
1,6*10-19
1,6*10-19
1,09*10-8
1,10*10-8
1,80*10-8
1,68*10-24
6,67*10-24
3,31*10-24
9,53*104
2,4*104
0,048*104
* Для однозарядных ионов; у многозарядных ионов заряд в кратное число раз больше.
1.3. Кванты излучения
(Оптическое, рентгеновское и радиоактивное излучение)
«Масса» mф = Еф/с2 = h/сλ, Вт*сек3/см2 *.
Энергия Eф = hv = hc/λ = eUф; отсюда следует:
, в; λ[Å]. (2)
Постоянная Планка h = 6,625*10-34 вт*сек2; v - частота, Гц; с - скорость света, см/сек; λ - длина волны, см, или Å; vλ = c, Uф - вольт-эквивалент энергии фотона, в.
Энергия квантов оптического излучения в инфракрасной области равна примерно 10-3 – 1,5 эв **, в видимой области 1,5 - 3,3 эв; в ультрафиолетовой области 3,3 - 102 эв.
Энергия квантов рентгеновского излучения равна 0,1 - 1 000 кэв.
Энергия β - и γ-излучения радиоактивных материалов от 0,01 до 10 Мэв [Со60 (γ): 1,33 Мэв, Sr90 (β): от 0,6 до 2,2 Мэв, Т3 (тритий) (β) : 0,018 Мэв].
Энергия космических лучей от 103 до 1012 Мэв.
2. Представление элементарных частиц в виде корпускул и волн
Основные сведения об элементарных частицах, приведенные в разделе А, могут быть получены с помощью достаточно простых экспериментальных устройств.
2.1. Некоторые экспериментальные методы определения заряда, массы и длины волны электрона
Определение заряда электрона е. Заряд электрона (элементарный заряд) е может быть определен посредством следующего опыта (опыт Милликена). В микроскоп наблюдают за движением помещенной между обкладками конденсатора частицы, заряженной одним или несколькими элементарными зарядами. Как видно из рис. 1, отрицательно заряженная в дуговом разряде капля масла помещается в воздухе между обкладками горизонтально расположенного конденсатора, к которым приложено напряжение. ............
