Тепловое возбуждение

Основной источник вакансий в свариваемых металлах — тепловое возбуждение. Определенное влияние на генерирование и перераспределение вакансий в околошовной зоне могут оказать упругопластические сварочные деформации. [c.473]

Прежде всего, на всякой (неподвижной) твердой поверхности должна обращаться в нуль перпендикулярная к этой поверхности компонента потока массы j. Для выяснения граничных условий, налагаемых на надо вспомнить, что нормальное движение есть в действительности движение газа элементарных тепловых возбуждений в нем. При движении вдоль твердой поверхности кванты возбуждения взаимодействуют с ней, что должно быть описано макроскопически как прилипание нормальной части массы жидкости к стенке, подобно тому кан это имеет место для обычных вязких жидкостей. Другими словами, на твердой поверхности должна обращаться в нуль тангенциальная компонента скорости п- [c.717]

В реальном веществе ие вся энергия колеблющихся электронов испускается обратно в виде электромагнитных волн, а часть ее переходит в другие формы энергии и главным образом в тепловую. Возбужденные атомы и молекулы взаимодействуют и сталкиваются друг с дру- [c.97]

Иное дело в случае, изображенном на рис. 6.11, б. Если ширина запрещенной зоны Af порядка (или менее) нескольких электрон-вольт, то за счет теплового возбуждения часть электронов валентной зоны совершает квантовый переход в зону проводимости чем выше температура, тем чаще происходят такие переходы. В результате возникают электроны в ранее пустовавшей зоне проводимости проводящие свойства кристалла радикально изменяются — диэлектрик превращается в полупроводник. Число электронов в зоне проводимости существенно зависит от температуры. Обычно оно таково, что газ электронов проводимости можно считать невырожденным, зависимость v(e) для него описывается кривой в на рис. 6.7. Одновременно с появлением электронов в зоне проводимости возникают свободные состояния в валентной зоне иначе говоря, возникают дырки. Газ дырок, как и газ электронов проводимости, является обычно невырожденным. Заметим, что понижение температуры не приводит к вырождению этих газов, так как с понижением температуры уменьшается число электронов в зоне проводимости и соответственно дырок в валентной зоне при абсолютном нуле полупроводник превратится в диэлектрик. В переносе тока в полупроводнике участвуют как электроны проводимости, так и дырки. [c.144]

При условии относительной слабости теплового возбуждения кристалла (не слишком высокие температуры) коллективные движения в нем могут рассматриваться в первом приближении как невзаимодействующие. В этом случае газ квазичастиц описывается моделью идеального газа иными словами, энергией взаимодействия квазичастиц можно пренебречь. Предположив идеальность газа квазичастиц, представим энергию кристалла в виде [c.147]

Концентрации носителей Па и ра называют равновесными они устанавливаются при наличии термодинамического равновесия. В таком полупроводнике скорость тепловой генерации носителей заряда (генерации за счет теплового возбуждения) равна скорости их рекомбинации. Поэтому По и ро остаются постоянными при неизменной температуре. В собственном беспримесном полупроводнике Па=Ро, носители генерируются и рекомбинируют парами. В примесных полупроводниках с донорными примесями (п-полупроводниках) По>ро, а в полупроводниках с акцепторными примесями (р-полупроводниках) п <ро, здесь наряду с парными процессами происходят также одиночные процессы генерации и рекомбинации носителей. Определяемая выражением (7.3.1) проводимость Оо называется равновесной. Она обусловливает электрический ток, возникающий в неосвещенном полупроводнике при приложении к нему раз-и сти потенциалов (так называемый темповой ток). [c.174]

В процессе своего перемещения по кристаллу электрон проводимости может быть захвачен на уровень , (переход 6 на рис. 8.2). На этом уровне он может находиться достаточно долго, а затем может возвратиться (за счет, например, теплового возбуждения) обратно в зону проводимости — переход 7. Наличие в кристаллофосфоре подобных ловушек электронов, естественно, существенно увеличивает длительность люминесцентного свечения. Заметим, что длительность люминесценции связана не только с ловушками , но и с рядом других факторов. Например, она связана с временем жизни экситонов. Напомним, что непрямой экситон живет значительно дольше, чем прямой (см. 6.4). [c.190]

Теплоемкость же, вызванная тепловыми возбуждениями электронов в нормальном состоянии, определяется равенством [c.296]

Как следует из (3.27), величина Е - слегка падает с увеличением температуры (см. рис. 40). Качественное объяснение этому можно дать такое по мере повышения температу--ры тепловое возбуждение позволяет заполнить добавочные- [c.109]

Чтобы понять принципы этого противоречия, рассмотрим более тщательно тепловое возбуждение электронов (валентных) металла. Согласно оценкам по формуле (3. 26) электроны занимают вое энергетические уровни в зоне вплоть до уровня Ферми Ер 5 эВ. В основном состоянии эти уровни (ниже уровня Ферми) заняты, поэтому при любом механизме возбуждения электрона энергия должна быть достаточно большой, чтобы перебросить электрон на один из свободных уровней, лежащих выше уровня Ферми (см. пояснение к формуле (3.27). [c.124]

Предположим также, что распределение осцилляторов по состояниям при тепловом возбуждении подчиняется статистике Больцмана, согласно которой вероятность нахождения осциллятора [c.221]

Благодаря этому он будет осуществлять колебания тока точно на резонансной частоте и используется в высокочастотных усилителях и генераторах. Существование области отрицательного сопротивления не связано с тепловым возбуждением носителей, поэтому туннельный диод успешно функционирует и при гелиевых температурах. [c.362]

Знак величины е указывает на то, какие дефекты содержатся в теле в большем количестве. Экспериментальные исследования ряда металлов при высоких температурах (см., например, [29—33]) привели к положительным значениям величины е. Следовательно, при тепловом возбуждении дефектов вакансии присутствуют в большем количестве. Анализ экспериментальных данных о зависимости е от температуры привел к выводу, что в тепловом равновесии с и межузельные атомы могут не приниматься во внимание, т. е. в исследованных металлах практически единственным видом возникающих путем [c.56]

В настоящее время можно считать установленным, что для металлов и сплавов замещения основным механизмом диффузии является вакансионный механизм, при котором находящиеся на узлах атомы в результате теплового возбуждения переходят в соседние вакантные узлы. [c.238]

Эти переходы ведут к появлению ярких линий спектра, возникающих первыми при тепловом возбуждении свечения, образуя так называемый простой" спектр. Более сложные системы из очень большого числа менее интенсивных линий возникают при переходах, связанных с возбуждением 4f-H 5(1-электронов. Для нейтральных атомов указанной группы редких земель это будут переходы [c.291]

Они возникают при тепловом возбуждении лишь при более высоких температурах. [c.291]

Акцепторы. Другие примеси могут внести незаполненные уровни, располагающиеся в запрещенной зоне основного полупроводника вблизи потолка валентной зоны. Тепловое возбуждение [c.233]

Возрастание проводимости обусловлено ростом числа носителей заряда, так как под влиянием поля они легче освобождаются тепловым возбуждением. При дальнейшем росте поля может появиться механизм ударной ионизации, иногда приводящий к разрушению структуры полупроводника. [c.250]

Образование электронно-дырочных пар будет продолжаться и в отсутствие солнечного излучения. Оно является следствием теплового возбуждения, возникающего в любом веществе при всех температурах выше О К. Веро- [c.97]

Зонная структура твердого тела является результатом взаимодействия волновой функции электрона с рещеткой. Зонная структура позволяет найти частоты и направления, для которых волновая функция электрона может или не может проходить через решетку. Отражение электронной волны под углами Брэгга от кристаллографических плоскостей является идеально упругим и не вносит вклада в электрическое сопротивление. Для каждого кристалла и каждой электронной конфигурации условия Брэгга налагают определенные ограничения на направление волнового вектора и значения энергий, которые может принимать электронная волна. Эти ограничения в направлениях и значениях энергий приводят к появлению щелей в почти непрерывном спектре энергий и направлений. Именно эти щели (порядка 1 эВ для полупроводников и 5 эВ или больше для хороших диэлектриков) обусловливают сильнейшие различия между металлами, полупроводниками и диэлектриками (рис. 5.2). Для металлов характерно, что уровень Ферми оказывается внутри зоны, имеющей вакантные энергетические уровни. Полупроводники имеют полностью заполненную разрешенную зону. Ширина запрещенной зоны у них невелика, н поэтому ие большое число электронов при тепловом возбуждении может перейти в расположенную выше разрешенную зону. Диэлектрик отличается от полупроводника тем, что его запрещенная зона очень велика, и практически ни один возбужденный электрон не может ее преодолеть. [c.190]

До Недавнего времени предполагалось, что возмочтостью значительных структурных превращений в металлах ири очень низких температурах (ирп нормальном давлении) можно пренебречь. Это предполон ение делалось на том основании, что необходимое изменение энергии слишком велико по сравнению с тепловыми возбуждениями. Однако Баррет нашел доказательства существования подобного превращения при охлаждении натрия (превращение начинается примерно nppi 32° К, если металл свободен от деформаций). [c.165]

Типы тепловых возбуждений. Теплоемкость тела при постоянном объеме с определяется как производная по температуре от его внутренней энергии. Для расчета тенлоемкости нун но знать, каким образом внутрен- [c.315]

В первом приближении различные тепловые возбуждения можно рассматривать независимо, однако следует помнить, что в высших приближениях уже приходится учитывать их взаимодействие. Среди всех возможных типов возбуждений следует особо выделить чрешеточныеч) возбуждения динамических степеней свободы, которые связаны с колебаниями частиц, образующих кристаллическую решетку (атомов, ионов или молекул) вблизи их положений равновесия. Если решетка состоит из молекул, то решеточные возбуждения связаны с колебаниямхг молекул как целого, однако наряду с ними возможны молекулярные возбуждения, связанные с колебаниями отдельных атомов или ионов внутри молекулы. Молекулярные возбуждения такого типа встречаются в кристаллах в тех случаях, когда межатомное взаимодействие в группе атомов превышает взаимодействие между атомами соседних групп. [c.316]

Следует ожидать, что в металлах могут существовать дополнительные степени свободы, связанные с движением свободных электронов поэтому здесь можно говорить об электронных возбуждениях. В некоторых телах вырожденные электронные уровнн могут расщепляться под действием локальных электрических и магнитных полей на ряд дискретных подуровней, с переходами между которыми (называемыми переходами Шоттки) также связан новый тип тепловых возбуждений. К этому типу принадлежит, кроме того, переход между основным и возбужденным электронными состояниями при малой разности энергий, что, по-видимому, имеет место у редкоземельных элементов. [c.316]

Фононы. Когда было выяснено, что гелий даже при абсолютном нуле будет оставаться в жидком состоянии, рядом авторов стал обсуждаться вопрос о тепловых возбуждениях в этой жидкости вблизи абсолютного нуля. Обычно допускается, что, хотя вместе с продольными волнами могут также существовать и волны сдвига, только волны перного типа возбуждаются при самых низких температурах. Нами уже рассказывалось о различных попытках экспериментального определения вклада 4)ононов в тепловую энергию жидкого гелия. Этот вклад можно опенить по теории Дебая по известной скорости первого звука или сжимаемости гелия. На основании этой теории имеем для энергии [c.877]

Чистый совершенный полупроводник (например, 51, дл которого АЕ 1,1 эВ) вблиаи абсолютного нуля ведет себя как изолятор. С повышением температуры наступает такой момент, когда энергии теплового возбуждения достаточна для массового переброса электронов из валентной зоны в зону проводимости. В результате такого перехода в зоне проводимости появятся электроны, а в валентной зоне — свободные от электронов энергетические уровни, которые, можно в разумных границах ассоциировать с положительными зарядами (дырками). В отсутствие внешнего электрического поля электроны и дырки совершают хаотическое движение. При включении внешнего электрического поля осуществляется направленное движение носителей заряда (дрейф) причем электроны двигаются преимущественно против поля,, а дырки —по направлению поля. [c.84]

Полное тепловое возбуждение электронов в металле при обычных температурах, отвечающих твердому состоянию, всегда мало. Условием того, что все электроны подверглись тепловому возбуждению, является равенство ен=коТн. Температура, удовлетворяющая этому условию, называется температурой Ферми. Выше этой темнературы электроны ведут себя как классический (идеальный) газ, а при Т<Тр можно считать, что электроны находятся в основном состоянии (в к-пространстве внутри сферы Ферми). Обычные значения гр соответствуют температуре Ферми порядка ТО К. [c.126]

При температурах, больших порядка 10 К, которые реализуются в ударных волнах с давлениями порядка 10 ГПа, следует также учитывать составляющие внутренней энергии и давления, проиорцнональные Т и связанные с тепловым возбуждением электронов и эффектами ангармонпческпх колебаний атомов. [c.243]

Чем шире разрыв между занятыми и свободными уровнями, тем выше должна быть температура для создания заметного тока. В кремнии, германии, теллуре и особенно в соединениях ZnSb, ZnAs разрыв между занятыми и свободными уровнями настолько мал, что электроны могут переходить через него даже в результате теплового возбуждения. [c.280]

Представим себе кристалл, не oдepяiaщий точечных дефектов при температуре абсолютного нуля. В таком кристалле точечные дефекты кристаллической решетки могут возникнуть при нагревании в результате теплового возбуждения. В течение достаточно долгой выдержки кристалла при постоянной температуре и давлении система приближается к состоянию равновесия, в котором устанавливается определенная концентрация дефектов, равновесная при данных условиях. Такими точечными дефектами являются появившиеся в результате теплового возбуждения вакансии и межузельные атомы металла, а такн е атомы в чужих подрешетках упорядоченного сплава стехиометрического состава. Равновесная концентрация таких дефектов при абсолютном нуле равна нулю. [c.34]

Отметим, что вакансии и межузельные атомы могут возникать двумя путями. Первый из них заключается в том, что какай-либо атом из узла решетки внутри кристалла, может, например, в результате теплового возбуждения перейти в соседнее межузельное положение. После этого возможна или рекомбинация, т. е. возвращение атома в свободный узел, пли переход его в более удаленное от вакансии межузельное положение. В последнем случае возникает пара точечных дефектов кристаллической решетки (в литературе часто называемая парой Френкеля) — вакансия и межузельный (или дислоцированный) атом ). Настоящая вакансия образуется лишь после того, как внедренный атом отойдет от нее с соседнего на более удаленное межузельное положение или вакансия заменится другим атомом, занимающим соседний с ней узел, в результате чего она удалится от внедренного атома. В дальнейшем внедренный атом может перемещаться мегкду узлами и вакансия может перемещаться по узлам, если ее будут замещать соседние атомы, находящиеся на узлах решетки. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока либо вакансия не встретится с внедренным атомом и не произойдет их рекомби- [c.36]

Второй возможный механизм образования вакансий вообще не связан с появлением внедренных атомов. Он заключается в том, что один из атомов, занимающих узел в поверхностном слое кристалла, в результате теплового возбуждения приобретает энергию не столь большую, которая необходима для испарения, а несколько меньшую, но достаточную для перемещения в узел нового наруншого слоя кристаллической решетки. Если теперь освободившийся узел будет заполнен атомом, лежащим в более глубоком атомном слое, то на его месте возникает вакансия, уже полностью окруженная занятыми узлами. Эта вакансия путем последовательного замощения ее соседними атомами может перемещаться внутри кристалла. Очевидно, и межузельные внедренные атомы могут возникать независимо от вакансий, если атом, занимающий поверхностный узел, перейдет в соседнее межузельное положение и затем будет перемещаться между узлами в глубь кристаллической решетки. При этом вакансии внутри кристалла не образуется, а возникает лишь неровность на его поверхности. Рассмотренные процессы образования вакансий и внедренных атомов теперь не связаны между собой, и число образующихся дефектов того и другого типа не обязательно должно быть одинаковым. [c.37]

Микроскопическая теория диффузии в твердых телах, применимая и к случаю диффузии внедренных атомов но междоузлиям, была развита Френкелем [2, 3] д рамках упрощенной модели, в которой расматривается перемещение атома в заданном внешнем силовом поле, создаваемом окру5кающими атомами. В такой теории высота потенциального барьера Аи определяет ту минимальную кинетическую энергию, которую должен получить в результате теплового возбуждения от своих соседей находящийся в меяедоузлии атом, чтобы иметь возможность перейти через потенциальный барьер и заместить соседнее мен -доузлие. [c.240]

В теории Френкеля делается предиоло кение о том, что после перехода атом благодаря сильному взаимодействию с соседними атомами успевает отдать им часть своей эиор-пш. Благодаря этому его кинетическая энергия становится меньше Ан, прежде чем он сразу вернется в исходное (или перейдет в новое) поло кение устойчивого равновесия. Это предположение о независимости переходов, т. о. об отсутствии корреляции между ними, не является строго обоснованным, но для получения качественных выводов может быть принято в данной приближенной теории. Таким образом, в новом устойчивом положении равновесия, например в междоузлии, кинетическая энергия атома оказывается уя е недостаточной для следующего перехода и он остается в этом новом положении до тех пор, пока в результате другого теплового возбуждения не перейдет в какое-нибудь из соседних устойчивых положений. [c.240]

В работе [23] была развита теория диффузии внедренных атомов, основанная на модели многократных перескоков . Согласно этой модели внедренный атом в результате теплового возбуждения может совершить перескок не только в блин1айшее, но и в более удаленные междоузлия, осуществляя сразу переход на несколько элементарных расстояний, равных расстоянию между ближайшими междоузлиями. Это видоизменяет выражение для коэффициента диффузии, который в результате учета многократных переходов умножается на фактор, определяемый средним числом элементарных скачков, совершаемых диффундирующим атомом между двумя равновесными положениями с колебательным состоянием движения. Применение модели многократных перескоков к случаю диффузии внедренных атомов как в металлах, так и в упорядочивающихся сплавах [24] привело к ряду новых результатов. Среди них можно отметить получающиеся отклонеиия от прямой Аррениуса, обусловленные особенностями принятой модели диффузии. В анизотропных упорядоченных сплавах процесс диффузии ведренных атомов усложняется еще тем, что в разных направлениях внедренный атом совершает многократные переходы разной средней длины. [c.320]

Но отношение 2/1 равно отношению статистических весов верхних уровней = Таким образом, и в этом случае отношение интенсивностей составляющих дублета равно отношению статистических весов дублетного (в данном случае верхнего) уровня. Однако между двумя рассмотренными случаями — дублетов с общим верхним и общим нижним уровнями — имеется существенное различие. Для дублета с общим верхним уровнем пропорциональность отношения интенсивностей составляющих отношению статистических весов определялась лишь законами внутриатомных процессов и, следовательно, не зависела от условий возбуждения. Для дублета же с общим нижним уровнем отношение интенсивностей его составляющих зависит от условий возбуждения. Оно равно отношению статистических весов g2jg лишь при равновесном распределении атомов по уровням, т. е. при равновесном тепловом возбуждении. [c.409]

В работе [6] изучали один из вопросов, касающийся радиационно-индуцированного тока в фотоумножителях. Определяли величину индуцированного тока в зависимости от мощности дозы 7-облучения. С этой целью четыре фотоумножителя типа 1Р21 облучали при различных мощностях дозы вплоть до 8,8-10 эрг/ г-ч). При меньших дозах наблюдались только эффекты, связанные с тепловым возбуждением и утечками через изоляцию. Величина индуцированного тока была замерена при мощностях дозы 7-облучения 10 и 10 эрг/ г-ч). Было установлено, что ток линейно зависит от мощности дозы. При мощностях дозы —10 эрг/ г-ч) индуцированный ток по величине превосходит номинальный ток лампы. [c.337]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...