Fizikos egzamino špera

3.1.1. Elektros krūvis. Elektros krūvio tvermės dėsnis. Trinant kūnus atsiranda elektros krūviai. Tokie kūnai vadinami įelektrintais arba įkrau-tais.Įelektrinti kūnai vieni kitus traukia arba stumia.Krūviai yra dviejų rūšių:teigiami ir nei-giami.Vienodo ženklo krūviai vieni kitus stu-mia,o priešingų ženklų–traukia.Elektros krūvių sąveikos jėgas arba įelektrintų kūnų sąveikos jėgas vadiname elektrinėmis jėgomis.kūnus įelektrinti galima ir priliečiant prie kitų kūnų. Jei suliesime du kūnus, kurie įelektrinti prie-šingo ženklo krūviais, po to kūnai nustos vie-nas kitą veikę. Sakoma,kad krūviai neutraliza-vosi.Krūviai pasiskirsto kūnuose,kad jų buvi-mo nepastebime.Manoma,kad tokiu atveju kiekviename kūne yra po lygiai teigiamų ir neigiamų krūvių. Jeigu kūnų krūviai skirtingų ženklų ir nevienodo dydžio,tai sulietus kūnus,lygūs priešingų ženklų krūviai neutralizuojasi,o likęs vieno ženklo krūvio perteklius pasiskirsto abie-juose kūnuos.Kūnai pradeda vienas kitą stumti. Įelektrinant kūnus trynimu,įsielektrina abu kūnai:pirmasis–teigiamai,antrasis–neigiamai.Pirmojo kūno teigiamas krūvis lygus antrojo kūne neigiamajam krūviui,jei prieš įelektrinimą jie neturėjo krūvio.Krūvio išsilaikymo tvermės dėsnis:elektros krūviai neatsiranda ir neišnyksta,tik kitaip pasiskirsto visuose dalyvaujančiuose tame procese kūnuose. Elektros krūvį sudaro sveik. Sk. elementarių krūvių, lygių 1,6*10-19 kulono(C). Maža dalelė,turi neigiam elementarų krūvį, vadinama elektron.Jo masė 9,1*1031kg. Maž-iausia dalelė,turinti teigiamą elementarų krūvį, vadinama proton.Jo masė 1,67*10-27kg. Pagal laidumą elektros srovei medžiagos skirstomos į laidininkus,dielektrikus,į puslaidininkius.Laidininkuose elektros krūviai gali judėti po visą jo tūrį.Dielektrikuose elektros krūviai laisvai judėti negali.Puslaidininkiai uži-ma tarpinę padėtį tarp laidininkų ir dielektrikų. 3.1.2. Kulono dėsnis Elektros sąveikos jėgą galima išmatuoti sukamosiomis svarstyklėmis.Kulono dėsnis: dviejų taškinių krūvių sąveikos jėga yra tiesiog proporcinga tų krūvių modulių sandaugai, atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadra-tui ir veikia išilgai krūvius jungiančios tiesės. F  1/4E0Er * Q1 * Q2 /r2 Santykinė dielektrinė skvarba rodo,kiek kartų krūvių sąveikos jėga toje aplinkoje yra mažesnė,negu vakuume. Er E/E0 – vakuumo dielektrinė skvarba, vadinama elektrine konstanta. E0  8,85 * 10-12 F/m. Kulonas eksperimentais nustatė,kad krū-vius veikiančios jėgos yra centrinės,t.y. veikia išilgai krūvius judančios tiesės. 3.1.3. Elektrinis laukas Elektros krūvis sukuria aplink save ypatin-gą aplinką,kuri perduoda vieno krūvio veikimą kitam.Ta aplinka vadinama elektrostat lauku. Kūno el. laukas–materialus,jis nenutrūksta erd-vėje ir veikia kitus kūnus.Jį galim aptikti įnešus į tiriamąjį erdvės tašką bandomąjį krūvį. Ban-domasis krūvis Q0 yra mažo didumo ir teigia-mas. El. krūvių sąveikos jėga mažėja,didėjant atstumui r tarp jų,bet niekad neišnyksta visiš-kai.Krūviui judant,kartu juda ir jo laukas. Kai krūvis nutolsta tiek,kad tiriamajame erdvės taške esančio bandomojo krūvio jau praktiškai neveikia elektrinė jėga,sakome,jog laukas išny-ko,nors iš tikrųjų jis perėjo į kitus erdvės taškus. El. lauko stiprumas skaitine reikšme lygus jėgai,kuria laukas veikia tame taške esantį vieneto didumo teigiamą krūvį ir nukreiptas šios jėgos veikimo kryptimi. E  F/ Q0. Taškinių krūvių Q ir Q0. F  Q* Q0/4E0Err2. tad el. lauko stiprumas lygus EQ/ 4E0Err2. El. lauko stiprumas–vektorinis dydis. Turi kryptį,sutampančią su jėgos kryptimi. Faradė-jus pasiūlė vaizduoti lauką jėgų linijomis, ku-rios vadinamos lauko stiprumo linijomis.Kelių krūvių kuriamojo lauko stiprumas randamas pagal vektorių sudėties taisyklę. El. lauk, kurio stiprumo vektoriai visuose taškuose vienodi, vadinamas vienalyčiu. Elektros krūvių sistemos lauko stiprumo vektorius lygus atskirų elektros krūvių laukų stiprumų vektorinei sumai. Enn1Ei. 3.1.4. Elektrinis bipolis ir jo laukas Elektriniu bipoliu vadiname sistemą iš dv-iejų vienodo didumo ir priešingų ženklų kūnų +Q ir –Q, nutolusių vienas nuo kito atstumu L. El. dipoliai–tai dielektrikų molekulės ir atomai. El.dipolis nusakomas dipoliniu momentu p. El. dipolinis moment p,lygus bipolio teigiamo krūvio Q ir atstumo tarp krūvių l sandaugai: pQ*l-. Elektrinis dipolinis momentas yra vekto-rinis dydis,jo kryptis išilgai bipolio ašies l iš neigiamo krūvio į teigiamą.Atstumas l vadina-mas bipolio petimi.Tiesė einanti per krūvius, vadinama bipolio ašimi. El. bipolis įneštas į el. lauką. -kampas tarp bipolio ašies ir el. lauko krypties.Abu bipolio krūvius veikia lygiagre-čios ir priešingų krypčių jėgos:FQ*E.Šios jė-gos sudaro jėgų dvejetą.Jėgų dvejeto moment: MF*l*sin QElsin; M  p Esin. Jėgų dvejetų moment,kuris veikia bipolį el. lauke,lygus elektrinio lauko stiprumo,elektrinio lauko bipolio momento ir kampo  tarp jų sin-uso sandaugai.Jėgų dvejeto momentas suka bipolį elektrinio lauko kryptimi. 3.1.5. Darbas, kurį elektrinio lauko jėgos, perkeliant krūvį. Elektriniame lauke krūvius veikia jėgos, kuris verčia krūvius slinkti ir atlieka darbą. FQ0E. El.lauke krūviui pasislinkus atstumu dl atliekamas darbas dA;dAF*cos*dl Q0*E*cos dl.  - kampas tarp lauko stiprumo vektoriaus E ir krūvio slinkimo krypties. El.lauką kuria taškinis krūvis +Q,Q0– bandom krūvis,r–atstumo tarp krūvių projek-cija į elektrinio lauko E kryptį. Dl*cos  dr; A  Q012 Edr  QQ0/4E0Err 12 dr/r2; A  QQ0/4E0Err(1/r1- 1/r2). Stūmimo jėgų darbas bus teigiamas,o traukos jėgų–neigiamas,nes krūviai suartės. Judant krūviui uždaru kontūru,darbas lygus 0. laukai,kuriuose darbo dydis nepriklauso nuo kelio formos,vad. potencialu. 3.1.6. Potencialas Judant elektriniame lauke krūviui Q,iš vie-no taško į kitą,atliekamas darbas,nes potencinė energija mažėja.Jei pradinėje padėtyje poten-cinė energija W1,o galinėje W2,tai darbas: AW1-W2 -(W2-W1); dA -dW.(-) rodo,kad didėjant atliekamam darbui,potenc.Energ. ma-žėja.Pot.energ. laikoma lygi 0 be galo nutolu-siame tašk.AW1-W2QQ0/4E0Er(1/r1-1/r2). Potencinės energijos W ir krūvio Q0 skaitinių verčių santykis tam pačiam lauko taškui yra pastovus dydis. Šis dydis vadinamas elektrinio lauko potencialu duodamajame taške ir žymimas V. V  W/Q0 El.lauko tašk. potencial yra lygus tame taš-ke esančio teigiamo krūvio vieneto potencinei energijai:VA/Q0W/Q0Q/ 4E0Er. El.jėgų atliekamą darbą,nustumiant krūvį el.lauke iš vieno taško į kitą,galima išreikšti potencialų skirtumu:AW1-W2Q0(V1-V2). Darbas,kurį atliek el.lauko jėgos,perkeliant krūvį iš vieno lauko taško į kitą,lygus šio krū-vio Q0 ir tų taškų potencial skirtum sandaugai. Dviejų el.lauko taškų potencialų skirtumas vadin. įtampa tarp šių taškų. V1-V2U. Potencialų skirtumo vnt.:UV1-V2A/Q0. Dviejų el.lauko taškų potencialų skirtumas yra lygus vienam voltui,kai pernešant tarp jų vieno kulono krūvį,atliekamas vieno džiaulio darbas. 1V  1J/1C. Atominėje fizikoje darbas arba energija matuojama elektronvoltais – eV. 1eV  1,6*10-19 J. 3.1.7. ryšys tarp elektrinio lauko stiprumo ir įtampos. Potencialo gradientas. Jei el.lauką kuria taškinis krūvis,tai ekvipo-tencialiniai paviršiai bus sferos,kurių centras sutampa su krūviu.Atstumas tarp dviejų ekvi-potencialinių paviršių mažas. E--dV/dl. dV/dl – šis dydis vadinamas potencialo gradientu. Potencialo gradientas yra lygus potencialo pokyčiui išilgai lauko stiprumo linijos ilgio vieneto.(-) rodo, kad elektrinio lauko stiprumas nukreiptas potencialo mažėjimo kryptimi. El.lauko kuriame nors taške stiprumo vektorius E yra lygus to taško potencialo gradientui su priešingu ženklu. E-  -gradV. 3.1.8.Laidininkas elektrostatiniam lauke. Pagal el. savybes kūnai skirstomi į laidininkus,dielektrikus ir puslaidininkius. Jie vadinami kūnai,kuriais teka srovė,nes juose yra laisvųjų krūviu. Dielektrikais vadinami kūnai, kuriais negali tekėti srovė, nes juose nėra laisvųjų el.krūvių.Puslaidininkių el.laidumas yra tarpinis tarp laidininkų ir dielektrikų.Jų laidumas priklauso nuo temperatūros, priemai-šų, apšvietos. Kas vyksta laidininke, įneštame į elektrostatinį lauką? Laidininke yra laisvųjų el. krūvių–elektron.Jie turi neigiamą krūvį. Vei-kiami el.lauko jėgų elektronai judės link metal sienelės AB.Joje atsiranda neigiamų krūvių perteklius,o sienelėje CD–neigiamų krūvių trūksta.Vadinasi,sienelėje CD – teigiamų krū-vių perteklius.Laidiniko viduje susidaro el. laukas priešingos krypties išoriniam.Krūviai laididnko viduje judės tol, kol šie laukai vienas kitą panaikins. E-0  E-1. Laidininko viduje,nusistovėjus pusiausvy-rai,el.lauko stiprumas lygus 0 .Jeigu tuščiavi-duris laidininkas yra el.lauke,tai jo viduje nelieka el.lauko.Tuo pagrįsta elektrostatinė ap-sauga.Apgaubus kokį nors prietaisą metaliniu gaubtu,į jo vidų neprasiskverbia išoriniai el. laukai.Prietaiso veikimas ir parodymai nepri-klauso nuo išorinių el.laukų ir jų kitimo. 3.1.9. Dielektrikas elektrostatiniame lauke. Dielektriko poliarizacija Dielektrikuose laisvųjų elektros krūvių nė-ra.Jų atomų valentiniai elektronai susieti su branduoliais.Dielektriko molekulės gali būti polinės ir ne.Nepol. molekulių teigiamų ir nei-giamų krūvių centari sutampa.Įnešus tokį die-lektriką į elektrostatinį lauką,krūvių centrai pasislenka. Dielktriko susijusių teigiamų ir neigiamų krūvių poslinkis priešingom kryptim,veikiant el.laukui, vadinamas dielktriko poliarizacija. El.laukas deformuoja molekulių elektonų orbitas.Atsiradę dipoliniai momentai vadinami indukuotais dipoliniais momentais.Jei egzistuo-ja tol,kol yra išorinis elektrinis laukas. Nepolinio dielektriko poliarizacija vadinama elektronine poliarizacija. Poliniai dielektrikai sudaryti iš polinių molekulių, kurios yra el.dipoliai.Jų molekulės turi nuolatinį dipolinį el.momentą.Kol el.lauko nėra,dipoliai dėl chaotiško judėjimo išsidėstę netvarkingai.Bendras dipolinis el.momentas lygus nuliui.El.lauke Kulono jėga natūraliuo-sius dipolius stengiasi pasukti išilgai lauko jėgų linijų. Kuo stipresnis el.laukas ir kuo silpn. mole-kulių šiluminis judėjim,tuo geriau el.dipoliai yra orientuoti.Tokia dielktrikų poliarizacija va-dinama orientacine poliarizacija. Jei dielektrikų molekulės minkštieji dipoliai turi kintamo didumo momentus, tai el.lauke jos ne tik orentuojamos,bet ir deformuojamos.Ši poliarizacija vadinama jonine poliarizacija. Sie krūviai sukuria savąjį lauką Evid,kurio kryptis priešinga išorinio lauko krypčiai. E  E0-Evid: r  E0/E Santykinė dielektrinė skvarba r parodo, kiek kartų el.lauko stiprumas vakuume E0 yra didesnis už atstojamąjį lauko stiprumą dielek-triko viduje E. 3.1.10. Elektrinė talpa. Kondensatoriai. Laidininko el.talpa skaitine verte lygi suteikto krūvio Q ir jo potencialo santykiui: C  Q/V. Laidininko el.talpa priklauso nuo jo formos ir matmenų.Rutulio talpa proporcinga rutulio spinduliui ir aplinkos dielektrinei skvarbai . C  4 0*r*R. Jei arti įelektrinto laidininko yra kiti kūnai – laidininkai ar dielektrikai, tai jo elektrinė talpa priklauso nuo gretimų kūnų matmenų, padėties, formos, nes laidininkuose krūviai indukuojasi, o dielektrikai poliarizuojasi. Aplinkoje sumažėja elektrinio lauko stiprumas ir potencialas, o talpa padidėja. Dvi lygiagrečios metalinės plokštės, atskirtos dielektriko sluoksniu, sudaro kondensatorių. Jo talpa: C  Q/V1 –V2 0rS/d.Kai plokščiojo kondensatoriaus S ir d reikšmės pastovios, jo elektrinę talpą galima padidinti įterpiant dielektriką su didesne dielektrine skvarba. Kondensatoriai skirstomi į polistirolinius, orinius, keraminius, popierinius, žėrutinius. Tai priklauso nuo to, iš ko padarytas jų izoliacinis tarpiklis.1 faradas lygus elektrinei talpai laidininko, kuriam suteikus 1C krūvį, potencialas pakinta 1V. Dar yra matavimo vienetai: mikrofarasdas 1F  10-6F, nanofaraadas 1nF  10-9F, pikofaradas 1pF  10-12F. Norint gauti reikalingą elektrinę talpą, kondensatorius reikia sujungti į baterijas. Yra 2 jungimo būdai: 1. Nuoseklusis – toks jungimas, kai neigiamai įelektrintas elektrodas sujungiamas su sekančio kondensatoriaus teigiamu elektrodu. 1/C  1/C1+1/C2+1/C3+...+1/Cn 2. lygiagretusis – toks jungimas, kai visi teigiami elektrodai prijungiami prie vieno laidininko, o visi neigiami – prie kito. C  C1+C2+C3+..+Cn. 3.2.1. Nuolatinė elektros srovė. Srovės tankis. El.srove vadinamas kryptingas elektros krūvių judė-jimas, veikiant elektriniam laukui.El.srovės kryptimi priimta laikyti teigiamų elektros krūvių judėjimo kryptį iš + į -.El.srovės stiprumas skaitine verte lygus krūviui pratekančiam laidininko skerspjūviu per laiko vienetą. IdQ/dt. Nuolatinis srovės stiprumas: I  Q/t Srovės tankis – tai dydis, skaitinė vertė lygi srovės stiprumui, tenkančiam laidininko skerspjūvio ploto vienetui. Kad grandine tekėtų el.srovė, krūvius turi veikti ne elektrostatinės jėgos,kurios vadinamos pašalinėmis jėgo-mis.Elektrostatinės Kulono jėgos traukia priešingų ženklų krūvius,o pašalinės jėgos atskiria priešingo ženklo krūvius ir sudaro pastovų potencialo skirtumą tarp grandinės galų.Pašalinių jėgų poveikis apibūdi-namas elektrovaros jėga. 3.2.2 Metalų elektroninis laidumas. Visi kietieji ir skystieji metalai yra elektros srovės laidininkai. Tekant elektros srovei, laidininkų masė ir jų scheminė sudėtis nekinta. Elektros srovę metaluose sudaro krūptingas elektronų judėjimas. Visi metalai yra polikristalai, kurių gardelę sudaro tvarkingai išsidėstę teigiami jonai. Išorinio sluoksnio elektronai, vadinami valentiniais, ryšio su atskirais atomais neturi. Valentiniai elektron gali chaotiškai judėti metale,todėl vadinami laisvaisiais elektron. Elektrostat. lauke vakuume laisvieji elektron juda tolugiai greitė-dami.Metale laisvieji elektronai juda beveik tolygiai, vidutiniu greičiu v-. Dalį savo krytptingo judėjimo energijos laisvieji elektronai smūgių metu atiduoda kristalinės gardelės jonams. Todėl medžiagos vidinė energija padidėja, ji įšyla. Medžiagos dalelių trugdymas kryptingam elektros krūvių judėjimui sudaro elektrinę varžą.Metalinio laidininko varža R yra tiesiog proporcinga jo ilgiui l, atvirkščiai proporcinaga jo skerspjūvio plotui S ir prikaluaso nuo laidininko medžiagos. R  *l/S.  - specifinė varža.Dydis, atvirkščias specifinei varžai. Vadinamas specifiniu laidumu .   1/.   1S/m (simensas metrui). 3.2.4. Metalų elektrinio laidumo priklausomybė nuo temperatūros. Superlaidumas.   e2n/2mu. Specifinis laidumas  tiesiog proporcingas vidutiniam laisvajam keliui  ir atvirkščiai proporcingas vidutiniam šiluminiam greičiui u. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo mažesnis elektrinis laidumas. Laidininko specifinė varža  tiesiog proporcinga temperatūrai:   0 (1+Δt).   -0/0t. Temperatūrinio varžos koeficiento skaitinė vertė lygi santykiniam specifinės varžos pokyčiui, tempera-tūrai pakilus vienu kelvinu.Daugumos metalų >0,o puslaidininkių A2. Kai metalus suglaudžiame, potencialinė kreivė pasidaro tokia. Pereidami iš metalo 1 į metalą 2, elektronai turės atlikti darbą A. Metalo 2 elektronai, kurie chaotiškai judėdami, perkirs ribą BC, liks metale 1, nes čia jų potencinė energija mažesnė. Pereidami iš metalo 1 į metalą 2, elektronai turi įveikti laiptelį A, o pereidami iš metalo 2 į metalą 1, jie nukrinta nuo laiptelio. Dėl to, iš metalo 2 į metalą 1 pereina daugiau elektronų, negu priešinga kryptimi. Vadinasi metalas 1 įsielektrina neigiamai, o metalas2 teigiamai. Tarp jų susidaro elektrinis laukas, kuris trukdo tolimesniam elektronų perėjimui iš metalo 2 į 1. tarp metalų nusistovi elektronų srautų dinaminė pusiausvira. Potencialų skirtumas, susidaręs tarp besiliečiančių metalų, nusistovėjus dinaminei pusiausvyrai, vadinamas vidiniu kontaktiniu potencialų skirtumu . V1  A1-A2/e. Šis potencialų skirtumas gali siekti kelis voltus. Sakykime, laisvųjų elektronų koncentracija 1-jame metale n1, o 2-jame n2. n1>n2. tarkime, kad elektronų išlaisvinimo darbai iš abiejų metalų vienodi. Dėl chaotiško judėjimo iš metalo 1 į metalą 2 pereis daugiau elektronų negu priešinga kryptimi. Metalas 1 įsielektrins teigiamai, o 2 neigiamai. Dėl to susidaręs sandūros sluoksnyje elektrinis laukas trukdys elektronams judėti iš metalo 1 į 2 ir nusistovės abiem kryptimis judančių elektronų dinaminė pusiausvira. Kontaktinis potencialų skirtumas, susidaręs dėl skirtingos laisvųjų elektronų koncentracijos besiliečiančiuose metaluose, taip pat vadinamas vidiniu. Šis potencialas būna kelios šimtosios volto. V2  kT/elnn1/n2. 3.2.7. Termoelektriniai reiškiniai. Termoelementai.. Vidinį kontaktų potencialų skirtumą sąlygoja 2 veiksniai: vienodas elektronų išlaisvinimo darbas ir skirtingas laisvųjų elektronų koncentracija sujungtuose metaliniuose laidininkuose 1 ir 2. Kontaktinis potencialų skirtumas priklauso nuo temperatūros. n1>n2 ir Ta>Tb. Vidinis kontaktinis potencialų skirtumas: Va  kTa/elnn1/n2, V  kTb/elnn2/n1 Iš dviejų metalų sudarytos grandinės susidaro termoelektrovaros jėga Et ir teka termoelektrovaros srovė. Termoelektrovaros jėga lygi vidinių kontaktinių potencialų skirtumų šuolių grandinėje sumai. .. Et  (ta-Tb). Termoelektrovaros jėga tiesiog proporcinga abiejų kontaktų temperatūrų skirtumui . - specifinė termoelektrovaros jėga. Skaitine verte  lygi elektrovaros jėgai, kai temperatūrų skirtumas tarp kontaktų lygus vienam kelvinui. Norint sudayti grandinėje nuolatinę srovę, reikia palaikyti pastovų temperatūrų skirtumą Ta-Tb. Esant Ta-Tb  1000, evj siekia kelis milivoltus. 3 .2. 8. Savasis puslaidininkių laidumas. Pagal laidumo pobūdį puslaidininkiai skirstomi į savojo laidumo ir priemaišinio laidumo puslaidininkius. Priemaišinio laidumo puslaidininkiai, priklauso nuo priemaišų pobūdžio, skirstomi į n tipo ir p tipo puslaidininkius. Puslaidininkių, kuriuose nėra priemaišų, laidumas vadinamas savuoju laidumu. Temperatūroje artimoje absoliutiniam 0 puslaidininkiai srovės nepraleidžia ir jų savas laidumas lygus 0. germanio atomas turi 4 valentinius elektronus. Kiekvienas šių elektronų vienu metu skrieja apie dviejų atomų branduolius. Tokios atomų jungtys vadinamos kovalentinėmis. Kylant puslaidininkio temperatūrai, jo valentiniai elektronai įgauna energijos, kurios paknaka, kad elektronas iš atomo išsilaisvintų ir virstų laisvu. Jonizuotame puslaidininkio atome ištrūkusio elektrono vietoje lieka laisva vieta, kuri vadinama skyle. Skylės krūvis teigiamas ir skaitine verte lygus elektrono krūviui. Skylės vietą gali užimti kitas elektronas. Skylė gali pereiti į gretimą atomą. Veikiami išorinio elektrinio lauko neigiami laidumo elektronai judės viena kryptimi, o teigiamos skylės į priešingą pusę. Srovę savo laidumo puslaidininkyje sudaro kryptingas elektronų ir skylių judėjimas. Laisvieji elektronai gali užimti laisvas vietas – skyles – atomo sistemoje pavesdami jį neutraliu. Šis procesas vadinamas rekombinacija. 3. 2. .9. Priemaišinis puslaidininkių laidumas. Puslaidininkio savybėms ir jo laidumo pobūdžiui didelę įtaką turi priemaišos. Priemaišų paprastai būna daug, bet viena jų pagrindinė. Ji ir nulemia puslaidininkio savybes. 1.n tipo puslaidininkiai Germanis turi 4 valentinius elektronus. Kiekvienas šių elektronų dalyvauja kovalentiniame ryšyje. Jei į Ge kristalinę gardelę įterpsime penkiavalenčio arseno, tai 4 jo elektronai kovalentiniame ryšyje dalyvaus, o 5 – tasis – ne. Šį elektroną branduolys trauks silpniau, jis lengvai gali atsiskirti ir pavirsti laisvuoju. Šiuo atveju skylė neatsiranda: elektrono vietą užima teigiamas priemaišos atomas. Tokie puslaidininkiai vadinami n tipo puslaidininkiais. Jei yra elektronų donorai. Todėl gali būti vadinami puslaidininkiais su donorinėm priemaišom. 2. p tipo puslaidininkiai Germanio kristalinėje gardelėje gali būti ir trivalentės priemaišos, tai indis. Šiuo atveju pilnai kovalentinei jungčiai pritrūksta 1 elektrono. Atsiranda laisva vieta–skylė. Elektronai, dalyvau-jantys gretimų atomų kovalentinėse jungtyse, pradeda užimti laisvas vietas. Skylė pradeda judėti. Ji laisvas teigiamo krūvio nešėjas. Tokie puslaidininkiai vadinami p tipo puslaidininkiais. Jei yra elektronų akceptoriai, dėl to gali būti vadinami puslaidininkiais su akceptorinėm priemaišom. 3.2.10. Kietųjų kūnų juostinė teorija. Apie izoliuoto atomo branduolį skriejantys elektronai turi skirtingą kvantuotą energiją. Elektronai, esantys arčiausiai branduolio, turi mažiausią energiją, yra žemiausiame energijos lygmenyje. Elektronų būse-nos atome atitinka griežtai apibrėžtas diskretines ener-gijos vertes. Energijos lygmenyje gali būti ne daugiau kaip 2 elektronai, turintys antilygiagrečius sukinius. Visų izoliuotų tos pačios medžiagos atomų energetiniai lygmenys sutampa. Atomams suartėjus, kiekvienas izoliuoto atomo energijos lygmuo suskyla į daug arti išsidėsčiusių lygmenų. Tie lygmenys sudaro juostą arba zoną. Arčiau branduolio esančių elektronų energijos lygmenys suskyla mažiau, todėl jų juostos siauresnės. Labiausiai suskyla valentinių elektronų energijos lygmenys. Leistinų energijos juostų A plotis sudaro kelis elektrovoltus, draustinių B nuo kelių dešimtųjų elektrovolto iki kelių elektrovoltų. Kad elektronas pereitų iš žemesnės leistinos energijos juostos į aukštesnę, reikia suteikti energijos kiekį, lygų draustinės energijos juostos pločiui arba didesnį. Valentiniais elektronais visiškai arba iš dalies užpildyta juosta yra vadinama valentine energijos juosta. Gretima aukštesnės energijos tuščia arba iš dalies elektronais užpildyta juosta yra vadinama laidumo juosta. Paimkime skirtingas medžiagas: 1. Metalai turi tik iš dalies užpildytą elektronų valentinę juostą, kuri kartu yra laidumo juosta. Šioje juostoje veikiami elektrinio lauko elektronai gali pereiti iš vieno energijos lygmens į kitą, todėl metalai yra geri elektros srovės laidininkai. 2. Puslaidininkių valentinė juosta absoliutinio 0 temperatūroje yra pilnai užpildyta elektronais. Kad elektronai pereitų į tuščią laidumo juostą, jiems reikia suteikti energijos kiekį ne mažesnį už draustinės juostos plotį Eg. Ši energija vadinama aktyvacijos energija . laidumo juostoje elektronai, veikiami elektrinio lauko, gali lengvai pereiti iš žemesnių energijos lygmenų į aukštesnius. Valentinėje juostoje susidariusios skylės turi teigia-mą krūvį, skaitine verte lygų elektrono krūviui. Veikiant elektriniam laukui, į skylę gali pereiti elektronas, o skylė pasislinkti į jo vietą. Grynųjų puslaidininkių elektroninis ir skylinis laidumas vadinamas savuoju laidumu. Elek-tronai iš laidumo juostos gali peršokti į valentinę ir užimti skylės vietą. Šis procesas vadinamas rekombi-nacija, kuri sumažina puslaidininkio laidumą. 3. Dielektrikų draustinės juostos plotis siekia kelis elektrovoltus. Dielektrikų valentinė juosta yra užpildyta, o laidumo–visiškai tuščia. Kad elektronai pereitų į tuščią laidumo juostą, šiluminio judėjimo energijos nepakanka. Todėl esant elektriniam laukui, srovė neteka. 3.2.12. Sandūriniai reiškiniai 1. p-n sandūra Sujungus 2 puslaidininkius, kurių vienas su donori-nėm priemaišom,o kitas su akceptorinėm,susidaro elektroninė-skylinė sandūra. Suglaudus 2 tokius puslaidininkius elektronai pradės pereitinėti iš n srities į p pusę. n sritis įsielektrina teigiamai, o p–neigiamai. Tarp abiejų sričių susidaro kontaktinis potencialų skirtumas. Sandūros sluoksnyje ac atsiranda elektrinis laukas, kuris trukdo tolimesnei pagrindinių krūvių difuzijai per sandūrą. Pasiekus p-n perėjimui tam tikrą storį nusistovi pusiausvyra. Įprastinėse temperatūrose puslaidininkių elektronai ir skylės negali prasiskverbti į kontaktinį sluoksnį. 2. Metalo ir puslaidininkio kontaktas. Suglaudus metalą su puslaidininkiu, elektronai iš donorinių lygių pereina į metalą. Prie pat kontakto puslaidininkyje liks mažiau elektronų ir jis įsielektrinai teigiamai, o metalas gauna neigiamą krūvį. Tarp metalo ir puslaidininkio susidaro dvigubas elektrinis sluoksnis. Fermio lygmenys metale ir puslaidininkyje išsilygina, nusistovi pusiausvyra. 3.2.13. Puslaidininkinis diodas Jei p tipo puslaidininkį sujungsime su teigiamu baterijos poliumi, o n tipo su neigiamu, tai puslaidininkyje atsiras elektrinis laukas, kurio kryptis priešinga vidinio lauko krypčiai. Išorinis laukas panaikins kontaktinį lauką todėl vyks elektronų ir skylučių rekombinacija. Srovė grandine tekės. Ta srovė vadinama tiesiogine. Pakeitus polius, išorinio lauko jėgų linijų kryptis sutampa su kontaktinio lauko kryptimi. Elektronai n tipo puslaidininkyje ima judėti nuo sandūros sluoksnio teigiamo poliaus link. Sandūros sluoksnis išsiplečia. Pagrindinių krūvių srautas sumažėja. Šalutinių nešėjų rautas nepakis. Jie sudarys silpną per sandūrą tekančią elektros srovę. Ji vadinama atbuline. Dviejų puslaidininkių kontaktas srovę praleidžia viena kryptimi. Tokie kristalai vadinami puslaidininkiniais diodais. 3.2.13a. Diodų taikymas Šioje schemoje diodas praleidžia viena kryptimi srovę, o kita kryptimi srovės nepraleidžia. Išėjime elektrinio signalo apatinė dalis nupjauta. Diodas dirba kaip ribotuvas. Apriboja signalą nuo apačios nuliniame lygmenyje. Jeigu diodą įjungtume priešinga kryptimi, tai signalas bus apribotas iš viršaus. Visose schemose diodo paskirtis praleisti srovę viena kryptimi ir nepraleisti jos kita. 3.2.14. Puslaidininkių laidumo priklausomybė nuo temperatūros. Termistorius Puslaidininkių elektrinė varža kylant temperatūrai, sparčiai mažėja. Taip yra todėl, kad grynasis puslaidininkis 0K temperatūroje yra izoliatorius. Kadangi puslaidininkio draustinė juosta yra siaura, tai temperatūrai didėjant, kai kurie valentiniai elektronai įgauna pakankamai energijos peršokti į iš valentines juostas į laidumo. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo daugiau valentinių elektronų peršoka į laidumo juostą ir puslaidininkio savasis laidumas didėja.. metalų elektrinis laidumas, kylant temperatūrai, mažėja. Puslaidininkių elektrinio laidumo priklausomybė nuo temperatūros panaudota šiluminėse varžose arba termistoriuose, kurie naudojami temperatūrai matuoti. Kintant temperatūrai, kinta termistoriaus varža, kartu ir srovės stiprumas grandinėje. Termistorių varža siekia 1000 ir net 10000 omų. Tai svarbu, kai tarp termistoriaus ir matuojamo prietaiso yra didelis nuotolis, nes pačių termistorių varža yra žymiai didesnė už jungiamųjų laidų varžą. Kadangi termistoriai gali būti labai mažų matmenų, tai jie tinka matuoti temperatūrai labai mažuose tūriuose, plonuose dujų,, skysčių ir kitokios aplinkos sluoksniuose, taip pat paviršiaus temperatūrai. 3.2.15.Termoelektriniai reiškiniai puslaidinin-kiuose. Puslaidininkinis termoelementas. Pakaitinus vieną n tipo puslaidininkio strypelio galą, toje dalyje padidėja elektronų kinetinė energija ir koncentracija laidumo juostoje. Elektronų srautas iš aukštesnės temperatūros strypelio difunduoja į žemesnės temperatūros galą. Šaltesnis galas įsielektrina neigiamai, karštasis – teigiamai.. Jeigu kaitinsime p tipo puslaidininkį galai įsielektrina atvirkščiai nei n tipo puslaidininkio. Tarp strypelio galų atsiranda potencialų skirtumas. Šis poten-cialų skirtumas vadinamas elektrovaros jėga. Ji tiesiog proporcinga karštojo ir šaltojo galų temperatūrų Ta ir Tb skirtumui. E  (Ta-Tb) Sudarykime iš metalo ir n puslaidininkio termoele-mentą. Sulydimo vietą a šildykime. Srovė tekės iš karš-tojo galo a į šaltąjį galą b, nes puslaidininkyje elektronai slenka iš a į b. Jei sulydysime n ir p puslaidininkių galus ir šalta-jame gale prijungsime matavimo prietaisą, tai gausime puslaidininkinį termoelementą. Pašildę sulydytą galą a, gausi kiekviename puslaidininkyje termoelektrovaros jė-gas En ir Ep, kurios susidės ir bendroji termoelektro-varos jėga bus lygi: E En+Ep  (n+p)(Ta-Tb). Šiluminę energiją tiesiog paverčiant elektros energija, naudingumo koeficientas siekia 10-20. 3.2.15. p-n sandūros parametrai 1. I  I0*e 2. U0  0,2V; U0  0,6V 3. R  dU/dI 4. C  Cd+Cb 1. Greta evj sudarytos srovės dalies per sandūrą teka dar šiluminė srovė. Ji yra maža, bet turi žymią reikšmę sandūros darbui. Ją sukuria šiluminis elektronų ir teigiamų skylių judėjimas. Jos dydis priklauso nuo puslaidininkio rūšies: kuo didesnė puslaidininkio draustinė juosta W, tuo šiluminė srovė mažesnė. Taip pat priklauso nuo kontaktinio potencialų skirtumo. Kuo jis didesnis, tuo sunkaiu praeina elektronai ir skylės per sandūrą, tuo mažesnė šiluminė srovė. 2. Kol tiesioginė įtampa maža, srovė per sandūrą praktiškai neteka. Kai tiesioginę įtampą pridėsime prie sandūros didesnę už slenkstinę įtampą U0, sandūra atsidaro, jos srovė greitai didėja. Slenkstinė įtampa U0 parastai yra artima kontaktiniam potencialų skirtumui W. 3. Sandūros srovė priklauso nuo įtampos, ne visada būna tiesinė. Todėl sandūra prie skirtingų pridėtų įtampų, turi šiek tiek skirtingas varžas. Geriausiai sandūrą nusako jos diferencialinė varža. Tai nykstamai mažas įtampos pokyčio santykio su gauto srovės pokyčiu per sandūrą. 4. Sandūros talpa. Kiekviena sandūra lyg koks kondensatorius turi savo talpą. Ta talpa labai maža, bet ji nulemia diodų ir tranzistorių dažnines savybes. Talpa susideda iš 2-jų dalių: a)difuzinė – ji priklauso nuo šalutinių krūvių ir nedaug veikia sandūros darbą.b)bajierinė – ji priklauso nuo priemaišų jonų krūvių 3.2.16. Elektrolitų elektrinis laidumas Druskų, rūgščių ir šarmų tirpalai bei išlydytos druskos vadinami elektrolitais arba 2-tros rūšies laidininkais Elektrolituose srovę sudaro teigiamieji ir neigiamieji jonai. Molekulių skilimas į jonus veikiant tirpikliui, vadinamas elektrolitine disociacija. Skaičius,rodantis kuri ištirpusios medžiagos molekulių dalis yra suskilusi į jonus, vadinasi disociajacijos laipsniu. Galimas ir atvirkščias procesas – tai neutralių molekulių susidarymas iš teigiamų ir neigiamų jonų.. Srovės tekėjimą elektrolitu lydi cheminiai virsmai ir medžiagos išsiskyrimas ant elektrodų. Šis reiškinys vadinasi elektrolize. 1-asis Faradėjaus dėsnis: išsiskyrusios ant elektrodo medžiagos masė m yra tiesiog proporcinga tirpalu pratekėjusiam elektros krūviui Q. m  k*Q, k m/Q. tekant nuolatinei srovei, Q l*t, tada 1-asis Faradėjaus dėsnis užrašomas taip: m  k*lt 2-asis Faradėjaus dėsnis elektronų elektrotecheminiai ekvivalentai yra tiesiog proporcingi cheminiams ekvivalentams. Elemento cheminiu ekvivalentu vadinamas atominės masės A ir valentingumo n santykis: k  1/F*A/n. 1-ąjį Faradėjaus dėsnį galima užrašyti ir taip: m  1/F*A/n*Q. faradėjaus konstanta lygi tokiam elektros krūviui, kuriam pratekėjus elektrolitu ant elektrodo išsiskiria 1mol vienvalenčio elektrono. 3.2.17. Dujų ir plazmos elektrinis laidumas. Dujos sudarytos iš elektriškai neutralių atomų ir molekulių. Jose nėra laisvųjų krūvių, kurie gali judėti kryptingai, veikiami elektrinio lauko. Normaliomis sąlygomis dujos yra izoliatoriai/ dujos pasidaro laidininku, jeigu dalis jų molekulių jonizuojasi. Dujų molekulių jonizacija – tai jų skilimas į elektronus ir teigiamus jonus. Dujų jonizacija vyksta dėl stipraus įkaitinimo, bombarduojant greitais elektronais ir jonais. Jonizacijos intensyvumas preišingu ženklų dalelių koncentracija, atsirandančia per laiko vienetą. Norint jonizuoti atomą reikia atlikti elektrinio išlaisvinimo darbą, vadinamą jonizacijos darbu Aj. Jei elektrinis laukas pagreitina elektronus arba jonus, o šie smūgiuodami atomus išmuša ir jų elektronus, tai turim smūgių jonizaciją. Plazma. Plazma yra medžiagos agregatinė būsena, kuriai būdingas didelis jonizacijos laipsnis. Pagal jonizacijos laipsnį plazma skirstoma į silpnai jonizuotą ir visiškai jonizuotą. Silpnai jonizuota plazma yra viršutiniai atmosferos sluoksniai – jonosfera. Plazmos elektrinį laidumą daugiausiai sąlygoja elektronų judrumas. 3.3.1. Srovės magnetinis laukas Tekant elektros srovei laidininku, aplink jį atsiranda magnetinis laukas, kuris veikia šiame lauke esančią magnetinę rodyklę. Magnetinis laukas yra materialus. Magnetinio lauko pagrindinė charakteristika yra magnetinės indukcijos vektorius B. Bet kuriame magnetinio lauko taške magnetinės indukcijos vektorius B kryptis sutampa su kryptimi jėgos, kuri veikia šiame lauko taške esantį labai mažos magnetinės rodykliukės šiaurinį polių. Tada magnetinio lauko jėga, veikianti magnetinės rodyklės pietinį polių, yra priešingos vektoriui B krypties. Magnetinės rodyklės poliai yra labai arti, tai juos veikiančios jėgos yra lygios. Magnetiniame lauke magnetinę rodyklę veikia jėgų dvejetas, kuris pasuka ją taip, kad magnetinės rodyklės ašis sutaptų su magnetinio lauko kryptimi. Magnetinės indukcijos linijomis vadinamos tokios kreivės, kurių liestinės kiekviename taške sutampa su magnetinės indukcijos vektoriaus B kryptimi. Magnetinis laukas, kurio magnetinės indukcijos vektoriaus didumas ir kryptis visuose taškuose yra vienodi, vadinamas vienalyčiu. Vienalyčiame magnetiniame lauke magnetinės indukcijos linijos eina lygiagrečiai. Elektros srovei tekant tiesiu laidininku, magnetinės indukcijos linijos yra uždaros ir išsidėsčiusios laidi-ninkui statmenose plokštumose. Magnetinės indukcijos kryptis nustatoma pagal dešiniojo sraigto taisyklę. Jei sraigto slenkamasis judesys sutampa su srovės tekėjimo kryptimi, tai rankenėlės sukamasis rodo magnetinės indukcijos linijų kryptį. Magnetinės indukcijos linijos gaubia laidą su srove ir yra uždaros. Magneto šiaurinis polius susidaro tame ritės gale, į kurį žiūrint, srovė teka vijomis prieš laikrodžio rodyklę. Magnetinį lauką sukuria ne tik laidininkais tekanti srovė,bet ir bet kaip judantys krūviai. 3.3.1.a Srovės magnetinis laukas. 1. Fk  kQ1Q2/40r2 Tarp dviejų nejudančių krūvių veikia Kulono jėga. 2. F2  Fk*1-2,  V/C Jeigu 2-ras krūvis juda, tarp krūvių veikianti stūmimo jėga sumažėja. Kuo didesniu greičiu juda antras krūvis, tuo stūmimo jėga mažesnė už Kulono jėgą. 3. F3  Fk/1-2 Kai 2-ras krūvis juda skersai, stūmimo jėgos veikiančios tarp krūvių yra didesnės už Kulono jėgas. 4. F4  Fk(1-2), Fm  2Fk Dviems krūviams judant lygiagrečiai greičiu V. Stūmimo jėgos yra mažesnės už Kulono jėgas, bet atsiranda nauja jėgos dedamoji Fm. Ji vadinama magnetine jėga. Magnetinių jėgų laukas vadinamas magnetiniu lauku. Jo šaltinis judančios elektringos dalelės. 3.3.2. Ampero dėsnis. Magnetinė indukcija. Lorenco jėga. Jėgos veikimo kryptį nustatome pagal kairiosios rankos taisyklę: kairiąją ranką laikome taip, kad magnetinės indukcijos linijos eitų statmenai į delną, ištiesti keturi pirštai rodytų srovės kryptį, tada atlenktas stačiu kampu nykštys rodys laidininką veikiančios jėgos kryptį. F BILsin - Ampero dėsnis. Jei magnetinis laukas nevienalytis ir laidininkas bet kokios formos, tada šią formulę taikome mažam laidininko elementui dl: dF IBdlsin Iš Ampero dėsnio apibrėžiame magnetinę indukciją, kai  90. B  F/Il Magnetinė indukcija skaitine verte yra lygi jėgai, kuria magnetinis laukas veikia 1m ilgio tiesų laidininką, kai juo teka 1A stiprumo srovė ir kai laidininkas statmenas magnetinio lauko krypčiai. Magnetinės indukcijos vienetas – tesla (T) – 1T  1N/1A*m. Tesla yra indukcija tokio magnetinio lauko, kuris veikia 1N jėga jam statmeno tiesaus laidininko kiekvieno ilgio metrą, kai šiuo laidininku teka a stiprumo srovė. Lorenco jėga F – tai jėga, veikianti į vieną judantį krūvį magnetiniame lauke. Judančių laisvųjų krūvių skaičius laidininke: FL  Bve; FL=F/N 3.3.3. Bio, Savaro ir Laplaso dėsnis dB  kI*dl*sin/r2. Šis lygtis vadinama Bio, Savaro ir Laplaso dėsniu. Bet kokios formos laidininko elementu dl tekant stiprumo I srovei, taške A sukuriama magnetinė indukcija yra tiesiog proporcinga srovės stiprumui I, laidininko elemento ilgiui dl, sin ir atvirkščiai proporcinga duotojo taško atstumo r nuo elemento dl vidurio kvadratui. Magnetiniam laukui apibūdinti, dar įvedamas magnetinio lauko stiprumo vektorius. H  B/0r, arba dH  l/4*Idlsin/r2 – Bio, Savaro ir Laplaso dėsnis. Magnetinio lauko stiprumas nepriklauso nuo aplinkos savybių. Magnetinio lauko stiprumo vienetai – A/m. dB ir dH taške A yra statmeni plokštumai, kurioje yra laidininko elementas dl ir spindulys vektorius r. Jų kryptį nustatome pagal dešiniojo sraigto taisyklę. 3.3.4. tiesaus laido, apskritiminio laido ir solenoido su srove magnetinis laukas. Magnetinis laukas, kurį veikia laidininku tekanti srovė, priklauso nuo srovės stiprumo, krypties ir laidininko formos. Srovės magnetinio lauko indukcijos linijų kryptis nustatoma pagal dešiniojo sraigto taisyklę: Jeigu sraigtas slenka srovės tekėjimo laidininku kryptimi, tai jo rankenėle sukasi magnetinio lauko indukcijos linijų kryptimi. Tiesaus laidininko magnetinio lauko stiprumas: H  I/2r. Apskritiminės srovės magnetinio lauko stiprumas. Jeigu sraigto rankenėlę suksime srovės tekėjimo kontūru kryptimi, tai sraigtas slinks indukcijos linijų kontūro viduje kryptimi. H  I/2r Solenoido magnetinis laukas: Paviršiuje , kuriame elektros srovė teka apskritimu prieš laikrodžio rodyklę, yra šiaurinis magneto polius, jei pagal laikrodžio rodyklę – pietinis. H  I*N/l. Jei į solenoido vidų su srove įsta-toma geležinė šer-dis, gaunamas stipresnis atstojamasis magnet. laukas. Solenoidas su geležine šerdimi vadina-mas elektromagnetu. 3..3.5. Dviejų lygiagrečių laidininkū, kuriais teka srovė, sąveika. Laidininkais tekant vienodos krypties srovėms, tokie laidininkai vienas kitą traukia, jei srovės priešingų krypčių – stumia. - Srovė teka nuo mūsų,-srovė teka į mus. Pagal Ampero dėsnį antrąjį laidininką veikianti jėga dėl pirmojo laidininko kuriamas magnetinės indukcijos: F2  I2B1sin B1  0r/2*I1/r, laikoma, kad sin  1  90 F2  0r/2*I1*I2/r*l Analogiškai pirmąjį veikianti jėga: F1  0r/2*I1*I2/r*l. Jėga, kuria veikia vienas kitą du lygiagretūs laidininkai su srovėmis, yra tiesiog proporcinga srovių stiprumų sandaugai, jų ilgiui l ir atvirkščiai proporcinga nuotoliui tarp laidininkų. Santykinė magnetinė skvarba rodo, kiek kartų laidininkų, kuriais teka srovės, sąveikos jėga nagrinėjamoje aplinkoje yra didesnė negu vakuume. Jei laidininkai yra vakuume, r  1. sakykime, kad teka vienodo stiprumo srovės I1  I2  I.tada sąveikos jėga: F  0/2*I2*l/r. Amperas yra tokios nuolatinės srovės stiprumas, kuriai tekant dviem labai mažo apskrito skerspjūvio tiesiais, lygiagrečiais, be galo ilgais laidais, kai jie yra vakuume 1m atstumu vienas nuo kito, kiekvieną laido ilgio metrą veikia jėga, lygi 2*10-7N. 3.3.6. Elektringų dalelių judėjimas elektriniame ir magnetiniame lauke. 1. Elektronas įlekia į elektrinį lauką statmenai lauko stiprumo linijoms. Jį veikia jėga. F  eE. E  F/Q. Jėgos kryptis priešinga elektrinio lauko linijų krypčiai. y0,5*eEx2/mv2½*eEl2/mv2 Gautoji trajektorija yra parabolė. Elektrono nukrypimas yra tiesiog proporcingas elektrinio lauko stiprumui ir atvirkščiai proporcingas dalelės greičio kvadratui. Elektrinis laukas naudojamas elektringų dalelių greičiui ir judėjimo trajektorijai keisti. 2. Apskaičiuosime elektrono trajektoriją magnetiniame lauke, kai jis juda statmenai magnetinės indukcijos linijoms. Magnetinės indukcijos vektorius statmenas brėžinio plokštumai ir nukreiptas į mus. Elektrono atsilenkimas magnetiniame lauke y ašies kryptimi y  ½*eBl2/mv. Galima apskaičiuoti trajektorijos kreivumo spindulį, judant elektronui magnetiniame lauke statmenai magnetinės indukcijos linijoms. Veikiant Lorenco jėgai F  evB, elektronas juda tolygiai apskritimu normaliniu pagreičiu a  v2/r. Pagal 2 – rąjį Niutono dėsnį r  mv/eB. Elektronui judant homogeniniame lauke, elektrono greičio skaitinė vertė nesikeičia, todėl jos trajektorijos kreivumo spindulys pastovus. Periodas, kuriuo sukasi elektronas, apskaičiuojamas: T 2r/v 2m/Be 1. h Vt, r Vn, V E/B 3. Elektrono judėjimo kryptis sudaro kampą su magnetinės indukcijos vektoriumi B. Tokiu atveju yra greičio 2 dedamosios. Tai normaliais greitis. Dėl jo buvimo elektronas sukasi apskritimu. Ir tangentinė dedamoji. Dėl jo buvimo elektronas juda spirale. Spiralės žingsnis h proporcingas tangentiniam greičiui. Spiralės spindulys yra proporcingas normaliniam greičiui. Dalelės greitis priklauso ir nuo elektrinio lauko E ir nuo magnetinės indukcijos B – 3 – čioji formulė. 3.3.7. Magnetinis srautas. Magnetinę indukciją galima atvaizduoti magnetinės indukcijos linijomis. Jei magnetinė indukcija tam tikroje vietoje lygi B tiesių, tai pro statmeno linijoms paviršiaus ploto vienetą brėžiama B magnetinės indukcijos linijų. Einančių per paviršiaus plotą S jam stamenų magnetinės indukcijos linijų skaičius vadinamas magnetinės indukcijos srautu . Jei lininiuos statmenos paviršiui B*S. Jei linijos sudaro kampą  su paviršiaus normale:BScos. Magnetinės induk-cijos srautas matuojamas vėberiais Wb: 1Wb  1T*1m2. Magnetinės indukcijos srautas per bet kurį uždarą paviršių lygus nuliui–koks srautas įeina į uždarą paviršių, toks ir išeina. sB cos dS sBndS 0.Magnetis srautas per visą duotąjį paviršių S:  sBndS  sB cos dS 3.3.8. Elektromagnetinė indukcija. Faradėjus rėmėsi, kad elektriniai ir magnetiniai reiškiniai glaudžiai tarpusavyje susiję. Jeigu srovei tekant laidininku, apie jį susikuria magnetinis laukas, tai galima tikėtis ir atvirkščio proceso – uždarame laidininke atsiras elektros srovė, veikianti jį magnetiniam laukui. Sujungiama grandinė, kurią sudaro ritė ir prie jos galų prijungtas galvometras G. Jei prie ritės artinsime magneto šiaurinį polių N, tai G rodyklė atsilenks. Jei atitrauksime magnetą nuo ritės, tai G rodyklė atsilenks į priešingą pusę. Šią srovę Faradėjus pavadino indukuo-taja srove. Ši srovė tekės tol, kol judės magnetas. Jei judinsime ritę, tai G taip pat rodys sroves. Magnetą pakeisime ritele L1, kuria teka srovė. Kai judinama viena ar antra ritė, nukrypsta G rodyklė. Taip pat G rodyklė atsilenkia,kai įjungiamas arba išjungiamas jungiklis. Kiekvienu atveju srovės atsiradimo priežastis yra magnetinio lauko kitimas. Uždarose ritėse, kintant magnetiniam laukui, atsiranda indukuotoji srovė. Reiškia čia atsiranda elektrovaros jėga, kuri vadinama indukcijos elektrovaros jėga Ei. Šis reiškinys vadinamas elektromagnetine indukcija, kuri nusakoma taip: Kiekviename uždarame kontūre indukuojasi elektrovaros jėga ir teka indukuotoji srovė, kai kinta magnetinis srautas, einantis per uždaro laidininko ribojamą plotą. 3.3.9. Lenco taisyklė. E. Lencas nustatė taisyklę, kuria naudojantis nustatoma indukuotosios srovės kryptis. Uždaroje grandinėje indukuotoji srovė teka tokia kryptimi, kad jos savasis magnetinis srautas neutralizuoja jį sukuriančio išorinio magnetinio srauto pokytį. Norint nustatyti indukuotosios srovės kryptį reikia: 1. išsiaiškinti indukcijos srovę sukėlusią priežastį. 2. rasti indukcinės srovės magnetinio lauko kryptį (jis priešinasi tai priežasčiai, kuri sukūrė indukcijos srovę). 3. pagal rastą magnetinio lauko kryptį nustatyti indukcijinės srovės kryptį. 3.3.10. Faradėjaus dėsnis. Tiriant indukcijos srovę įvairios formos ir įvairių matmenų kontūruose, buvo nustatyta, kad uždarame kontūre atsiranda elektromagnetinės indukcijos evj Ei yra lygi magnetinio srauto  kitimo greičiui. Ei  - d/dt – Faradėjaus dėsnis. - ženklas rodo, kad indukuotos evj kuriamas magnetinis srautas priešinasi ją sukūrusio srauto kitimui. 3.12. Pagrindinės elektrodinamikos lygtys. Dielektrike, patalpintam į išorinį elektrinį lauką E0, lauko stiprumas susilpnėja  kartų. Elektrinė slinktis D0E Elektrinė slinktis – vektorinis dydis, nepriklausantis nuo aplinkos sąvybių.A Garfiškai elektrinė slinktis vaizduojama elektrinės slinkties linijomis. Kiekviename taške elektrinės slinkties linijos liestinė sutampa su elektrinės slinkties vektoriaus kryptimi. Kaip matyti brėžinyje elektrinio lauko stiprumo linijos nutrūksta ties vakuumo ir dielektriko riba, o elektrinės slinkties linijos ne. Kondensatorius su dielektriko izoliacija. Jam išsikraunant laidininku teka laidumo srovė, kurios tankis jl. Ją galima aptikti iš jos sukelto magnetinio lauko taške. Bet magnetinis laukas susidaro ir aplink dielektriką tarp kondensatoriaus plokštelių. Gaunasi, kad dielektrike taip pat teka srovė js dėl jo poliarizacijos pokyčio silpnėjančiame elektriniame lauke. Ši srovė vadinama slinkties srove ir turi tą pačią kryptį kaip ir laidumo srovė. Pašalinus dielektriką, slinkties srovė išlieka ir vakuume. Tokiu būdu, slinkties srovė ir jos sukeltas sūkurinis magnetinis laukas egzistuoja ir vakuume. Bendru atveju slinkties srovės tankis lygus: jsdD/dt0*dE/dt+dp/dt. Pilnutinis srovės tankis lygus laidumo jjl+js 1-oji Maksvelo lygtis apibendrina elektromagnetinės 2-oji Maksvelo lygtis apibendrina Bio, Svaro ir laplaso dėsnį: HldlIl+Is. Šią lygtį galima nusakyti ir taip: magnetinį lauką sukelia tik laidumo srovė Il tiek ir slinkties srovė Is tai yra kintamasis elektrinis laukas. 3-oji Maksvelo lygtis apibendrina Kulono dėsnį: DndSQ 4-oji Maksvelo lygtis patvirtina, kad magnetinės indukcijos linijos visada yra uždaros, vadinasi, kad vektorius B srautas per bet kurį uždarą paviršių lygus nuliui: BndS0. Vienalytės (izotropinės) aplinkos lygtys: D0E; B0H; jE. indukcijos dėsnį: Eldl-d/dt. Šią lygtį galima nusakyti ir taip: kintamasis magnetinis laukas sukelia sūkurinį elektrinį lauką. 3.13.Elektromagnetiniai virpesiai. Vienalaikiai tarpusavyje susijusių elektrinio ir magnetinio laukų kitimai vadinami elektromagnetiniai virpesiais. Jie atsiranda virpesių kontūre, kurį sudaro C elektrinės talpos kondensatorius ir L induktyvumo ritė. Įelektrintas kondensatorius, prijungtas prie ritės, pradeda išsielektrinti, ir grandine teka elektros srovė. Ji stiprėja tol, kol kondensatorius visiškai išsielektrina ir jo elektrinio lauko energija virsta ritės srovės sukurto magnetinio lauko energija: Q2/2CLI0/2. Po to, elektros srovės stiprumas ir magnetinio lauko stiprumas pradeda mažėti. Kondensatorius vėl įsielektrina, tik priešingo ženklo krūviu ir magnetinio lauko energija virsta elektrinio lauko energija. Šie virsmai kartojasi periodiškai. Kontūro savųjų virpesių periodas T priklauso nuo jo parametrų L ir C. T2*LC, arba ciklinis dažnis 01/LC, 021/LC. Galima išreikšti dažnį: 1/2LC. Neslopinamieji elektromag-netiniai virpesiai atsiranda virpesių kontūre, kai jis su-jungiamas su periodiškai kintančios evj šaltiniu. 3.3.14. Puslaidininkių laidumo priklausomybė nuo temperatūros. Termistorius Puslaidininkių elektrinė varža, kylant temperatūrai, sparčiai mažėja. Juostinės teorijos požiūriu šis reiškinys aiškinamas šitaip. Grynasis puslaidininkis 0K temperatūroje yra izoliatorius. Kadangi puslaidininkio draustinė juosta yra siaura, tai, temperatūrai didėjant, kai kurie valentiniai elektronai įgauna pakankamai energijos peršokti iš valentinės juostos į laidumo juostą. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo daugiau valentinių eletronų peršoka į laidumo juosta, ir puslaidininkio savasis laidumas didėja. Metalų elektrinis laidumas, pakėlus temperatūrą l laipsniu, 0o-100oC ribose mažėja apytiksliai 0,3-0,4%, o puslaidininkių elektrinis laidumas, pakėlus temperatūrą l laipsniu, tose pat ribose padidėja 3-6%. Metalų elektrinis laidumas, kylant temperatūrai, mažėja, o puslaidininkių laidumas - didėja. Puslaidininkių elektrinio laidumo priklausomybė nuo temperatūros panaudota šiluminėse varžose arba termistoriuose, kurie naudojami temperatūrai matuoti. Termistorių sudaro nedidelis puslaidininkinis rutuliukas su pritvirtintais prie jo metaliniais kontaktais. Rutuliuko išorinis paviršius apsaugotas nuo drėgmės ir šviesos izoliacinės medžiagos apvalkalėliu. Viskas įtaisyta plastmasiniame laikiklyje, ant kurio galo užmautas antgalis, o puslaidininkio kontaktai laidais sujungiami su srovės šaltiniu ir mikroampermetru, sugraduotu temperatūros laipsniais. Kintant temperatūrai, kinta termistoriaus varža, kartu ir srovės stiprumas grandinėje. Termistorių varža siekia tūkstančius ir net dešimtis tūkstančių omų, o metalinių termomentrų - kelis šimtus omų. Tai svarbu, kai tarp termistorių ir matuojamojo prietaiso yra didelis nuotolis, nes pačių termistorių varža yra žymiai didesnė už jungiamųjų laidų varžą. Kadangi termistoriai gali būti labai mažu matmenų. Jie tinka matuoti temperatūrai labai mažuose tūriuose, plonuose dujų, skysčių ir kitokios aplinkos sluoksniuose, taip pat paviršiaus temperatūrai. 3.14a. Elektromagnetinės bangos ir jų sklidimo greitis. Kintant magnetiniam laukui apie jį susidaro sūkurinis elektrinis laukas. Kintant elektriniam laukui, apie jį susidaro sūkurinis magnetinis laukas. Šie neatskiriamai susiję laukai vadinami elektromagnetiniu lauku. Elektromagnetinės bangos – tai baigtiniu greičiu sklindantis erdvėje kintamasis elektromagnetinis laukas. Elektromagnetinės bangos perneša energiją iš vienos erdvės taško į kitą. Bangų pernešama energija nusakoma Pointingo vektoriumi: SE X B. Pointingo vektoriais modulis skaitine verte lygus per 1s pernešamai energijai per stsmeną sklidimo krypčiai ploto vienetą. Vienalytėje aplinkoje Pointingo vektoriaus kryptis sutampa su bangų sklidimo kryptimi. Vektoriai E, B ir S sudaro dešiniojo sraigto sistemą, todėl elektromagnetinė banga yra skersinė. Žiūrint iš vektoriaus S galo, mažiau-sias posūkio kampas nuo E iki B nustatomas prieš laik-rodžio rodyklę. Elektromagnetinės bangos sklidimo greitis negali viršyti jos greičio m/s vakuume ir išreiškiamas lygtimi c1/00 , vc/rr. 3.14b. Elektromagnetinių bangų dispersija. Pereidamos iš vienos aplinkos į kitą, elektromagnetinės bangos atsispindi ir lūžta, pakinta jų sklidimo greitis ir kryptis, o laukų kitimo dažnis lieka toks pats. Pakinta ir bangos ilgis. Elektromagnetinių bangų greičio v dielektrinė priklausomybė nuo šios bangos dažnio  vadinama elektromagnetinių bangų dispersija. v f(). Elektromagnetinės bangos greitis priklauso nuo dažnio todėl, kad bet kokio dielektriko  priklauso nuo dažnio. Vakuume visų dažnių elektromagnetinės bangos sklinda tuo pačiu greičiu c ir dispersijos nebūna. Elektromagnetinė banga vadinama monochromatine, jei jos vektoriai E ir B harmonikai svyruoja vienodu ir pastoviu dažniu. Plokščia monochromatinė banga elektromagnetinė banga z ašies kryptimi nusakoma lygtimi: ExE0sin(t-kz+) ir ByB0sin(t-kz+). E0 – elektrinio lauko stiprumo amplitudė, B0 – magnetinio lauko stiprumo amplitudė,  - ciklinis dažnis, k/v – banginis sk.,  - pradinė fazė. 3.14c. Elektromagnetinių bangų energija, spinduliavimas, poliarizacija ir moduliacija. Plokščios elektromagnetinės bangos vektorių E ir B moduliams galioja lygtis: 0E2B2/0. Vakuume 1 ir BE/c. Elektromagnetiniai bangai sklindant laisvoje erdvėje statmeni vienas kitam vektoriai E ir B svyruoja vienodomis fazėmis, tai yra vienu metu tampa lygus nuliui ir vienu metu įgyja maksimalias vertes. Elektromagnetinė banga sklidimo kryptimi perneša energiją. Elektromagnetines bangas spinduliuoja laidininkai, kuriais teka kintamosios elektros srovės arba judančios su pagreičiu elektringos dalelės. Elektromagnetinių bangų spinduliavimo srautu  vadinama šaltinio išspinduliuota energija visomis kryptimis per laiko vienetą ir matuojama vatais. Laidininkai efektyviai spinduliuojantis ir priimantis elektromagnetines bangas vadinami antenomis. Intensyviai spinduliuojama ir priimama, kai laidininko ir bangos ilgiai yra tos pačios eilės dydžiai. Jei sklindant bangai, elektrinio stiprumo vektorius visą laiką svyruoja toje pačioje plokštumoje, tai banga vadinama poliari-zuota. Sutinkama vertikali arba horizontali poliarizacija, priklausomai nuo tos plokštumos orientacijos. Poliariza-ciją galima keisti, keičiant antenos orientaciją erdvėje. Elkromagnetinės bangos, priklausomai nuo jų dažnio skirstomos į radio ir optines bangas. Signalams perduoti netinka monochromatinės bangos, galima panaudoti tik moduliuotas bangas. Bangų parametrų (dažnio, pradinės fazės, amplitudės) kitimas dažniu, mažesniu už pačios bangos dažnį vadinamas moduliacija. Pagal tai koks parametras kinta, turime amplitudę AM arba dažninę moduliacijas. Specialiems tikslams naudojama fazinė moduliacija. 4.1.1. Šviesos prigimties teorijos. Korpuskulinės teorijos pradininku laikomas I.Niutonas. Remiantis šia teorija buvo aiškinamos šviesos spalvos, tarsi skirtingu spalvų spindulius sudaro skirtingų formų korpuskulės. Banginės šviesos teorijos pradininku laikomas Hiuigensas. Pagal Hiuigensą šviesa yra skersinės mechaninės bangos. Vadinasi, tarp Saulės ir Žemės turėtų būti medžiaga, nes šviesa lengvai pasiekia Žemę. Ta medžiaga buvo pavadinta pasauliniu eteriu, kuris užpildo visą erdvę tarp kūnų ir molekulių. Eterio pasireiškimas tik sklindant šviesai kėlė abejonių, nes nepastebimas kūnams judant. Šiuos banginės šviesos teorijos prieštaravimus išsprendė D. Maksvelas, sukūręs elektromagnetinio lauko teoriją. D. Maksvelas pasiūlė hipotezę apie elektromagnetinę šviesos prigimtį, nes šviesos greitis vakuume sutampa su elektromagnetinių bangų sklidimo greičiu. 19 a. Pabaigoje buvo sukurta elektromagnetinė šviesos teorija. Pagal elektromagnetinę teoriją, bet kokie šviesos spinduliai yra elektromagnetinės bangos. Šviesos spinduliais laikome tik tas bangas, kurių dažnis nuo 4*1014 iki 7.5*1014 Hz. Kiekviena spalva atitinka tam tikrą dažnių intervalą. Bangos ilgis vakuume: c/; c-šviesos greitis vakuume, c3*108 m/s Šviesos bangų ilgis vakuume nuo 400 iki 760 nm. Šviesos spinduliams perėjus iš vienos aplinkos į kitą, spalva lieka ta pati, nes nekinta dažnis. Bangos ilgis pakinta, nes pakinta šviesos sklidimo dažnis. Kvantinė šviesos prigimtis. 1900 m. M. Plankas pasiūlė hipotezę, kad šviesos bangos spinduliuojamos ir sugeriamos netolygiai, o tam tikromis porcijomis, kurios vadinamos kvantais arba fotonais. Fotono energija reiškiama formule: Eh*; -šviesos dažnis, h-Planko konstanta, h6.64*10-34 J*s Šviesa yra sudėtingas reiškinys: vienais atvejais ji kaip bangavimo procesas, kitais – fotonų srautas. 4.1.2. Elektromagnetinės spinduliuotės skalė. Sklindant elektromagnetinėms bangoms, kiekvie-name erdvės taške kinta elektrinis laukas ir magnetinis laukas, kurie ir palaiko vienas kitą. Elektromagnetinių bangų sklidimo greitis priklauso nuo aplinkos elektrinių ir magnetinių savybių. Vakuume elektromagnetinių bangų greitis c: c1/00 0-elektrinė konstanta 0- magnetinė konstanta Kitoje aplinkoje: 1/ rr*00c/rr r-santykinė dielektrinė skvarba r-santykinė magnetinė skvarba Šviesos greičio vakuume c ir greičio v aplinkoje santykis vadinamas duotosios aplinkos absoliutiniu lūžio rodikliu n: nc/vrrr Elektromagnetinės bangos, suskirstytos pagal ilgi, sudaro elektromagnetinės spinduliuotės spektrą arba skalę. 4.1.3. Šviesos atspindžio ir lūžio dėsniai. Šviesos atspindžio dėsniai: 1. Krintantis spindulys, atspindėjęs spindulys ir atspindžio paviršius normalė, einanti per spindulio kritimo tašką, yra vienoje plokštumoje. 2. Spindulio kritimo kampas yra lygus jo atspindžio kampui . i Šviesos lūžio dėsniai: 1. Krintantis spindulis, lūžęs spindulys ir dviejų aplinkų ribos paviršiaus normalė, einanti per kritimo tašką, yra vienoje plokštumoje. 2. Nagrinėjant tas pačias dvi aplinkas, kritimo ir lūžio kampų sinusų santykis yra pastovus dydis, vadinamas antros aplinkos santykiniu lūžio rodikliu pirmosios aplinkos atžvilgiu. sin i/sin n21. 4.1.4 Šviesos atspindys ir lūžis bangų teorijos požiuriu Šviesa tai erdvėje sklindantys elektroninio ir mag-netinio laukų svyravimai. Paviršius, skiriantis virpesių paliestą erdvės dalį, nuo erdvės, kurioje virpesiai dar ne-prasidėjo,vadinamas bangos frontu. Hiuigenso principas-kiekviena bangos fronto taska galima laikyti nauju antri-niu sferiniu bangu saltiniu. Jei į veidrodzio pavirsiu krin-ta plokscia baga, tai ja atitinkamas lygegretus spinduliu pluostelis sudaro statmena kampa. Spindulio atspindžio kampas yra lygus kritimo kampui-tai yra atspindžio desnis. 4.1.5 Visiškas šviesos atspindys Jei šviesos spinduliai krinta iš optiškai tankesnės į optiškai retesnę aplinką, pvz iš vandens i orą, tai lužio kampas bus didesnis uz kritimo kampa.Dalis svieos ne-pateks, o liks atsispindejas vandenyje.Didinant spinduliu kritimo kampa dides ir luzio kampas. Jei luzio kampas pasidaro lygus 900 tai tada ji vadinsime ribiniu kampu. O jei spindulio kritimo kampas didesnis uz 90 laipsiu, tai lužio spindulio nebus, nes šviesa nuo aplinkos skirirancia ribas visiškai atsispindi ir lieka optiškai tankesnėje aplinkoje. Tai vadiname visišku vidaus atspindžiu. 4.1.6. Šviesos šaltiniai. Visi kūnai, kurių atomai ir molekulės skleidžia regimąją šviesą, vadinami šviesos šaltiniais. Šviesos šaltiniai gali būti gamtiniai – Saulė, žvaigždės, ir dirbtiniai – įtaisai. Dirbtiniai šviesos šaltiniai skirstomi į šiluminius, liuminescencinius ir lazerinius. Dirbtiniai šviesos šaltiniai gali būti skirstomi pagal naudojamos energijos rūšį į cheminius, elktrinius ir radioaktyviuosius. 4.1.7. Šviesos dispersija. Elektromagnetinė banga, kurios elektrinio ir magnetinio lauko virpesiai vyksta vienodu pastoviu dažniu , vadinamas monochromatine. Jei mono-chromatinė banga sklinda kokia nors medžiaga, tai jos elektrinis laukas priverčia virpėti tos medžiagos atomų ir molekulių elektronus dažniu . Virpėdami elektronai sukelia tokio pat dažnio elektromagnetines bangas. Mažesnio dažnio bangos sklinda didesniu greičiu. 1>2,nes r>v. Dėl šios priežasties medžiagos abso-liutinis lūžio rodiklis priklauso nuo sklidančios šviesos dažnio. Lūžio rodiklio priklausomybė nuo krintančios į dviejų aplinkų ribą šviesos dažnio sukelia šviesos dis-persijos reiškinį. 1672 m. Niutonas pirmasis pastebėjo šviesos dispersiją. Praleidęs siaurą „baltos“ šviesos pluošteliį pro stiklinę prizmę, ekrane gavo spektrą. Spektras, tai spalvos išsidėstę pagal bangų ilgius: raudona, oranžinė, geltona, žalia, žydra, mėlyma, violetinė. Sugretinus spektrus, gautus skirtingų medžiagų prizmėmis, buvo nustatyta, kad spektrų plotis, atitinkantis tą patį dažnių intervalą v1-v2, yra skirtingas. Medžiagos skiriasi dispersinėmis savybėmis. Kreivė, vaizduojanti lūžio rodiklio priklausomybę nuo bangos ilgio, vadinama dispersijos kreive. Šviesos dispersija laikoma normalia, jei lūžio rodiklis n didėja, didėjant dažniui. Jei dažniui didėjant, lūžio rodiklis mažėja, tai dispersija anomaly 4.1.8. Šviesos absorbcija. Per medžiagas sklindančios spinduliuotės stipris mažėja. Šviesos elektromagnetinis laukas veikia elektronus, versdamas juos virpėti tuo pačiu dažniu. Tam sunaudojama dalis šviesos energijos. Dalis šios sunaudotos energijos grįžta atgal kaip elektronų išspinduliuotų elektromagnetinių bangų energija, bet dalis virsta šilumine energija. Šį reiškinį vadiname šviesos absorbcija. Labai dažnai praėjusių per medžiagą šviesos spindulių spalva nepakinta, nes įvairių ilgių bangos absorbcijamos vienodai. Taip regimąją šviesą absorbuoja stiklas, vanduo ir kitos medžiagos. Tokią absorbciją vadiname paprastąja. dlx-klxdx; k-absorbcijos koeficientas, priklausantis nuo absorbuojančios medžiagos rūšies ir nuo absorbuojamo bangos ilgio . (-) reiškia, kad didėjant sluoksnio storiui x, šviesos stiprumas mažėja. Dlx/Ix-kdx A. Beras 1852 m. nustatė, kad tirpalų absorbcijos koeficientas k yra proporcingas absorbuojančių molekulių koncentracijai C. kC; -molekulės absorbcijos koeficientas, priklausantis nuo ištirpintos medžiagos molekulių sandaros ir nuo šviesos bangos ilgio. II0e - Cd – Bugerio ir Bero dėsnis – panaudojamas fotokolorimetruose tirpalų koncentracijai nustatyti. 4.1.9. Spektroskopas ir spektrografas. Spektrams gauti ir tyrinėti naudojami prizminiai prietaisai, vadinami spektroskopais ir spektrografais. Prietaisas, kuriame spektras gaunamas fotografinėje plokštumoje, yra vadinamas spektrografu. Spektroskopas – tai prietaisas, kurio lupa stebimas plokštumoje susidaręs spektras. 4.2.1. Šviesos interferencija. Įvairios bangos, sklindamos erdvėje, gali susitikti viename taške, ir jų svyravimai susideda. Po sudėties bangos sklinda toliau, tarsi nebūtų susitikusios. Ši bangų savybė vadinama superpozicija. Sakykime, kad viename taške sueia dvi vienodo dažnio, amplitudės ir vienodos svyravimo krypties skersinės bangos. Jei bangų fazių skirtumas pastovus, taiatstojamasis svyravimas turės pastovią amplitudę. Jei fazės priešingos, atstojamasis svyravimas lygus 0, o kai fazė sutampa, atstojamasis svyravimas lygus svyravimų poslinkių sumai. Šis reiškinys vadinamas interferencija. Šaltiniai vadinami koherentiniais, jei jie skleidžia to paties ilgio, tos pačios svyravimo krypties ir pastovaus fazių skirtumo bangas. 1-2. E1;E2Eosin2 (t/T-r1/) 3. EE1+E2 4.E2Eocossin(2t/T-) 5. IoE20 6. Isum4I0 cos2(r2-r1)/ 7. r2-r1 8. Imax4I0, kai 2m/2 9. Imin0, kai 2(m+1)/2 4.2.2. Šviesos poliarizacija. Spinduliuojama šviesa – tai trumpos skersinės elektromagnetinės bangos. Elektromagnetinė banga – tai tarpusavyje statmenų kintamojo stiprumo elektrinio ir magnetinio lauko sklidimas. Elektrinio laukos stiprumo vektorius E ir magnetinio lauko stiprumo vektorius H statmeni tarpusavyje ir bangos sklidimo krypčiai. Jų fazės sutampa. Šviesos sąveika su medžiaga priklauso tik nuo elektrinio lauko stiprumo vektoriaus. Kalbant apie šviesos bangas, turime minty elektrinio lauko stiprumo vektoriaus kitimas. Taške A1, nutolusiam nuo A atstumu x, elektrinio lauko stiprumo vektoriaus vertė randama pagal lygtį: EEosin2 (t/T-x/) Erdvėje gali kisti ne tik elektrinio lauko vektoriaus didumas, bet ir kryptis. Jei įvairiuose erdvės taškuose visi vektoriai E virpa vienoje plokštumoje, tai tokia šviesa vadinama plokščia arba tiesiškai poliarizuota, jei sukasi pastoviu greičiu apie  kryptį – apskritimiškai poliarizuota. Plokštuma, kurioje vyksta elektrinio vektoriaus virpesiai, vadinama poliarizacijos plokštuma Q. Briusterio dėsnis: atsispindėjęs spindulys visiškai poliarizuojasi, kai kritimo kampo i tangentas lygus lūžio rodikliui: tgin21 4.2.3. Šviesos difrakcija. Difrakcija vadinama bangų užlinkimas, nukrypimas nuo tiesaus sklidimo. Difrakcija būdinga visoms ban-goms, tačiau ji aiškiau pastebima, kai aplenkiamos kliūties matmenys artimi bangos ilgiui. Kliūtys sutrikdo tiesiaeigį bangos fronto judėjimą. Šiuose brėžiniuose parodyta, kaip bangos praeina pro kliūtyje esančią angą. 4.3.1. b) Fotometriniai šviesos parametrai. 1. I / ; 2. I ; 3. E / S; 4. B I/ S 1). (I) šviesos stipris tai yra šviesos srauto dalis tenkanti erdvinio kampo vienetu steradianas. 2). Spinduliavimo srautas tenkantis visam erdviniam kampui, kuriame vyksta šis spinduliavimas (lm – liumenas). Kai spinduliuojama 1W galio sferoje (rutulyje iš jo centro) tai srautas yra lygus 683 lm. 3). Apšviestumas spinduliavimo srauto ir apšviesto ploto santyki (lx-liuksas). 4). Skaistis – šviesos stiprumo ir ploto nuo kuriuo atspindimo šviesa santykis (nt-nitas) 4.3.1. a) Šiluminis spinduliavimas. Elektromagnetinis spinduliavimas, sužadintas atomų ir molekulių šiluminių judesių energijos, vadinamas šiluminiu spinduliavimu. Kūnų šiluminio spinduliavimo ypatybės priklauso nuo jų temperatūros ir prigimties. Kūno šiluminis spinduliavimas konkrečioje temperatūroje apibūdinamas spinduliavimo (emisijos) pajėgumu arba geba. Kūno emisijos pajėgumas matuojamas energija, kurią išspinduliuoja jo paviršiaus ploto vienetas per laiko vienetą. Spinduliavimo srautu  vadinama energija, kurią kūnas išspinduliuoja per laiko vienetą visų ilgių elektromagnetinėmis bangomis.  E/ t Srautas, kurį tolygiai spinduliuoja kūno paviršiaus ploto vienetas, esant temperatūrai T, vadinamas energiniu šviesiu M. M / S Energinio šviesio pasiskirstymą įvairiuose spektro dalyse apibūdina spektrinis šviesis r. r,T  dMT/d kūno energinis šviesis bus lygus integralui, kai bangos ilgis kinta nuo 0 iki begalybės: MT  dMT  r,T d 4.3.2. Šiluminio spinduliavimo dėsniai. 1. Krichhofo dėsnis: bet kurio kūno spektrinio šviesio ir absorbcijos gebos santykis nepriklauso nuo kūno prigimties, o priklauso tik nuo spinduliavimo bangos ilgio ir kūno temperatūros. 2. Stefano ir Bolcmano dėsnis: absoliučiai juodo kūno energinis šviesis proporcingas T4. MT4 3. Vyno poslinkio dėsnis: bangos ilgis, kurį atitinka didžiausia absoliučiai juodo kūno spektrinio šviesio vertė, yra atvirkščiai proporcinga absoliutinei temperatūrai. 4.3.3. Spinduliavimo kvantinis pobūdis. Spinduliavimo hipotezė (M. Plankas): elektromagnetinė energija išspinduliuojama ir sklinda ne tolydžiai, o atskiromis apibrėžtomis proporcijomis E, kurios vadinamos spinduliavimo kvantais. Ehvhc/ Fotonas – materiali dalelė – elektringų dalelių elektromagnetinėmis sąveikos nešėjas. hmc2; mh/c2h/c ši formulė reiškia fotono, judančio greičiu c, masę. Ramybės masės fotonas neturi. Fotono impulsas: pmch/ch/ 4.3.4. Fotoelektrinis efektas. Einšteino lygtis. Fotoelementai. 1. Išorinis fotoelektrinis efektas – spindulių įtaka elektriniams reiškiniams. Bandymais Stoletovas nustatė dėsnius: 1. Fotosrovė yra tiesiog proporcinga šviesos srautui, krintančiam į metalinę plokštelę. 2. Maksimali spindulių išplėstų elektronų kinetinė energija nepri-klauso nuo spindulių intensyvumo. Ji priklauso tik nuo spindulių dažnio ir elektrodo medžiagos. hA+m2/2 – Einšteino lygtis 3. Fotoefektas raudonoji riba priklauso tik nuo elektrodo medžiagos ir nepriklauso nuo spindulių intensyvumo. 2. Vidinis fotoefektas. Laisvųjų krūvių nešėjų susidarymas puslaidininkyje, veikiant į jį spinduliams, vadinamas vidiniu fotoefektu. Prietaisai, kurių veikimas pagrįstas puslaidininkių foto-laidumų, vadinami fotorezistoriais. Fotoelementas – tai prietaisai, kuriame spindulinė energija paverčiama elektros energija. 4.3.5. Šviesos slėgis. Komptono efektas. Šviesos slėgis: pE/c(I+r) Komptono efektas – tai Rentgeno ir gama spindulių išsklaidymas, veikiant laisviesiems arba silpnai suriš-tiems elektronams,dėl ko atsiranda didesnio ilgio ban-gos. 4.3.6. Kvantinės fizikos elementai. Boro postulatai. Pirmasis postulatas: elektronas gali skrieti apie branduolį tik tam tikromis orbitomis, nespinduliuodamas energijos. Šios orbitos vadinamos stacionarinėmis, ir jas atitinka apibrėžta energija. Antrasis postulatas: pereinant atomui iš vienos stacionarinės būsenos į kitą, išspinduliuojamas arba absorbuojamas energijos kvantas h. hEn-Em Trečiasis postulatas: stacionarine orbita skriejančio elektrono impulso momentas yra dydžio h/2 kartotinis: Lnmn*rnnh/2 4.3.7. Vandenilio atomo spektras. Vandenilio regimojoje spektro srityje matomos 4 intensyviausios linijos: raudona, žydra, mėlyna, ir violetinė. Linijų grupė, kurių dažnį galima apskaičiuoti pagal šią formulę, vadiname Balmerio serija. R (1/12-1/m2) 4.3.8. Optiniai kvantiniai generatoriai. Kvantiniai generaatoriai – mazeriai ir lazeriai. Kvantinis generatorius – tai tiksliai monochromatinių ir greižtai kryptingų koherentinių spindulių šaltinis. Mazeriai spinduliuoja mikrobangas, o lazeriai – regimuosiuos arba infraraudonuosius spindulius. 5.1. Atomo sandara. Atomas sudarytas iš teigiamo branduolio ir apie jį skriejančių elektronų. e – elementarusis krūvis; e1.6*10-19 Z – atominis skaičius, jis lygus elemento eilės numeriui periodinėje cheminių elementų sistemoje ir atitinka elektronų skaičių atome. Protonas – tai vandenilio atomo branduolis, jo krūvio ir masės skaičius lygus vienam. Neutronas – krūvio neturinti dalelė Elektronas ­– tai neigiama dalelė Masės skaičius A rodo bendrą nukleonų skaičių branduolyje. 5.2. Branduolio ryšio energija. Atomo branduolyje nukleonus vieną prie kito laiko branduolinės jėgos. Branduolių jėgų didumą įvertina ryšio energija. Energijos tvermės dėsnis: visa branduolio ryšio energija matuojama darbu, kurį reikia atlikti, norint suskaidyti branduolį į atskirus nukleonus. Išvada: susidarant iš atskirų nukleonų branduoliui, turi išsiskirsti toks pat energijos kiekis, kuris reikalingas branduolį suskaidyti į nukleonus. Masių spektografais nustatyta, kad branduolio masė mažesnė už jį sudarančių nukleonų rimties masių sumą. Šis masių skirtumas vadinamas masės defektu. EBc2 – ryšio energija Ryšio energija dažniausiai išreiškiama megaelektronvoltais (MeV) Masės defektas: BZmp+(A-Z)mp-M Ryšio energija priklauso nuo nukleonų skaičiaus branduolyje – sunkesniųjų branduolių ryšio energija didesnė. Joms palyginti, skaičiuojama ryšio energija, tenkanti vienam nukleonui. Ji vadinama specifine ryšio energija E:E E/A  c2/A [Zmp + (A-Z) mn-M]. 5.3. Radioaktyvaus sklidimo poslinkis dėsnis. Tyrimais nustatyta, kad , daleles ir  kvantus spinduliuoja atomų branduoliais: spinduliuodami  ir  daleles, branduoliai virsta kitų elementų atomų branduoliais.  skilimo metu susidaro naujo elemento branduolys, kuris periodinėje elementų sistemoje yra pasislinkęs dviem vietom į pradžią. A Z X  Z-2 A-4Y+ 42He -  skilimo bendra išraiška  spinduliai – tai elektronų srautas.  spinduliavimo metu susidaro naujo elemento branduolys, kuris periodinėje elementų sistemoje yra pasislinkęs viena vieta į gąlą pirminio elemento atžvilgiu: 10XZ+1AY+-10e +v 5.4 Radioaktyviojo skilimo dėsnis Vykstant radioaktyviajam skilimui,radioaktyvaus elemento atomų skaičius mažėja. Galima kalbėti apie atomo suskilimo per tam tikrą laiką tikimybę.Laiko momentu t radioaktyvios medžiagos atomų yra N. Per lauką dt tam tikras atomų skaičius suskils ir jų sumažės dydžiu dN. -dN = λ Ndt (-) rodo, kad radioaktyvųjų atomų skaičius sumažėjo. λ - skilimo konstanta, rodanti, kuri atomų dalis suskyla per 1s. dN/N = λdt integruojame lnN = - λdt+ln C C- integravimo konstanta.ja nustatome is pradiniu salygu. Laiko momentu t=o radioaktyviuju atomu skaicius N=No.Tad C=No Antilogaritmuojame: N=Noe-λ1 Tai yra radioaktyviojo skilimo desnis. Pagal si desni galima suprasti koks bus kitas nesuskilusiu atomu skaicius N po laiko radioaktyvau elemento skilimo greiciui apibudinti naudojamas dydis, vadinamas skilimo pusamziu T ½ skilimo pusamzis – tai laikas, per kuri suskyla puse radioaktyvaus elemento atomu. Po laiko t= T1/2,N= No/2 Tada radioaktyvaus skilimo desnis: 1/2No= Noe- λT1/2 Logaritmuojame, randame pusamzio T1/2 ir skilimo konstantos rysi: T1/2= ln2/ λ arba λ= ln2/ T1/2 Radioaktyviuju elementu pusamziai yra ivairus. Per 1 sekunde suskilusiu atomu skaicius vadinamas radioaktyvaus elemento aktyvumu A. Aktyvumo viene-tas SI yra bekerelis- Bq- tai aktyvumas tokio radioak-tyvaus elemento,kuriame per 1s ivyksta vienas skilimas. Nesisteminis vienetas kiuris Ci- tai aktyvumas tokio preparato, kuriame per 1s suskyla 3.7*1010 atomu.1Ci =3.7*1010 Bq Gamtoje radioaktyviuju elementu atomu branduoliu savaiminis skilimas vadinamas naturaliuoju radioakty-vumu.(2*10-3 Gy) Bet kurios rusies branduolinio spindu-liavimo poveiki medziagai apibudina sugertoji spinduliu doze- t.y. energijos, kuria jonizuojantieji spinduliai per-duoda medziagai ir medziagos mases santykis. Suger-tosios spinduliu dozes vienetas yra grejus – Gy. 1Gy =1j/kg 5.5 Kosminiai spinduliai Kylant aukštyn nuo žemės paviršiaus link kosmoso jonizuojančių spindulių intensyvumas didėja. Tai reiškia, kad jonizacijos spinduliai atsiranda ne žemėje, o kosmo-so erdvėse, todėl jie buvo pavadinti kosmoniais spindu-liais. Kosminiai spinduliai skirstomi i pirminius ir antri-nius. Antriniai dar skirstomi I minktuos ir kietus. Pirminiai spinduliai virsutiniuose atmosforuose sluoks-niuose susidurusios su oro atomu branduoliais, sukelia antrini spinduliavima. Manoma, kad tuos spindulius skleidžia super žvaigždes. Kosminiu spindulių greitis artimas šviesos greičiui, kosminių spindulių energija ir greitis mažėja perėjus atmosfera. Juros lygyje kosminiai spinduliai mazdaug 100 kartu mazesnio intensyvumo nei ties atmosferos riba. 5.6 Sunkiuju branduoliu dalijimosi reakcija Sunkiuju atomu branduoliai, gavę papildoma energijos, gali dalytis i dvi beveik vienodu masiu dalis – skeveldras. Maziausias energijos kiekis, kuris gali sukelti branduolio dalijimosi reakcija,vadinamas aktyvacijos energija.Jeigu branduoliai suteikta suzadinimo energija yra didesne uz jo aktyvacijos energija,tai ivyksta branduolio dalijimosi reakcija. Grandines reakcijos vyksma apibudina neutronu daugejimo koficientas.Jei dabartineje grandinejes reakcijos kartoje laisvu neutronu N1, o pries tai buvo N,tai neutronu daugejimo koefientas: jei k1 –gali ivykti branduolinis sprogimas jei k=1 –grandine reakcija yra pastovaus stiprumo Toks branduolio rezimas vadinamas kriziniu. 5.7 Branduolinis reaktorius Branduolinės grandinės reakcijos sukeliamos įrenginiuose, kurie vadinami branduoliniais reaktoriais. Norint palaikyti vienodo lygio grandine dalijimosi reakcija butina reguliuoti jos eiga.Jei neutronu daugejimo koficientas pasidaro didesnis uz vienata-ivyksta sprogimas, o pasidarius mažesniam, grandininė reakcija greitai nuslopsta. Svarbiausia reaktoriaus dalis yra aktyvioji zona kurioje vyksta grandines dalijimosi reakcija ir issiskiria energija. Reakcijos metu issiskyrusia siluma is akty-viosios zonos isnesta silumos agentas, cirkuliuojantis specialus kanalas. Dažniausiai tai būna vanduo, veikiamas didelio slėgio. Agentas šilumą atiduoda garo separatoriuje, o jame gausis auksto slegio vandens garas suka atomines elektrines turbogeneratoriu arba laivo varikli.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!