Вопрос 1) Напряжённость электростатического поля. Напряжённость поля точечного заряда. Принцип суперпозиции. Линии напряжённости (силовые линии).

Взаимодействие между зарядами осуществляется посредством электрического поля. Если заряды неподвижны, то поле называют электростатическим. Любой электрический заряд q создает в окружающем его пространстве электрическое поле (изменяет свойства этого пространства). Электрическое поле проявляет себя в том, что помещенный в любую точку этого поля «пробный» заряд испытывает действие кулоновской силы со стороны этого поля.

Основной количественной характеристикой электрического поля является вектор напряженности. Напряженность электростатического поля – отношение силы, действующей на точечный неподвижный пробный заряд, к величине этого заряда.

Принцип суперпозиции. Вектор напряженности поля системы точечных неподвижных зарядов равен векторной сумме напряженности полей, созданной каждым из зарядов в отдельности:

Электрическое поле характеризуют с помощью силовых линий – линий напряжённости. Силовые линии напряженности проводят так, чтобы касательная к ним в некоторой точке совпадала снаправлением вектора напряженности в этой точке.

Вопрос2) Контактная разность потенциалов. Термоэлектрические явления и их использование. Эффект Пельтье.(лекция 10, вопрос 28)

Контактная разность потенциалов Если привести в соприкосновение два разных металла, между ними возникает разность потенциалов, называемая контактной

Эффект Пельтье при протекании тока через цепь, составленную из разнородных металлов или полупроводников, в одних спаях происходит выделение, а в других – поглощение теплоты (явление обратное явлению Зеебека). 66 35 QAB = ПAB·q = ПAB·It, ток течёт от А к В, ПAB – коэффициент Пельтье

Билет №3

Вопрос 1 Потенциальная энергия взаимодействия зарядов. Потенциальная энергия одного заряда в системе зарядов. Потенциал. Эквипотенциальные поверхности

Потенциальная энергия взаимодействия зарядов q и q0

Потенциальная энергия заряда q0 в поле системы зарядов и потенциальная энергия системы зарядов, соответственно:

Отношение потенциальной энергии к соответствующей величине какого-либо пробного заряда всегда будет величиной постоянной. Эта величина называется потенциалом:

Потенциал электростатического поля точечного заряда q на расстоянии r от него:

Потенциал результирующего поля равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым из зарядов в отдельности, так как потенциал есть величина скалярная:

Поверхность, геометрическое место точек которой имеют одинаковый потенциал, называют эквипотенциальной

Вектор Е перпендикулярен касательной к эквипотенциальной поверхности в данной точке

Вопрос 2 Полупроводники. Температурная зависимость сопротивления полупроводников. Собственная и примесная проводимость в полупроводниках.

У полупроводников размеры запрещённой зоны больше, чем у металлов, но меньше, чем у диэлектриков

Следовательно, для перевода электрона в зону проводимости нужно больше энергии. Энергии теплового движения электронов достаточно, чтобы несколько штук попали в зону проводимости. Такие кристаллы называются полупроводниками.

Итак, при Т = 0 К все электроны у полупроводника находятся в валентной зоне. При комнатной температуре часть электронов (10–10 от общего числа) переходят в зону проводимости. Эти электроны становятся электронами проводимости

На освободившееся место может переместиться другой электрон, значит вакансия окажется в другом месте. Такое перемещение вакансии равносильно движению положительного заряда. Такую квазичастицу называют дыркой.

Концентрация носителей тока nn = np = n exp(–W/2kT),

Примесная проводимость в полупроводниках.

В полупроводнике каждый атом обладает 4 валентными связями, у каждого атома 4 соседа.

В собственных полупроводниках при температуре абсолютного нуля (Т = 0 К) валентная зона заполнена электронами полностью, а зона проводимости пуста. Валентная зона отделена от зоны проводимости запрещенной зоной.

Если добавить примесный атом с валентностью 5, то один валентный электрон оказывается лишним, он не идёт на связь, теряется, а атом примеси становится положительно заряженным. Такие примеси называют донорными атомами, полупроводник n – типа, а проводимость электронная.

Если ввести 3-х валентные атомы, то, наоборот, одна связь оказывается пустой, образуется дырка. Такие атомы называют акцепторами, полупроводники – pтипа, а проводимость дырочная.

Билет №4