Свободный заряд и связанный заряд

Свободный заряд и связанный заряд П 158 (с), 1391 Связывающие состояния П 293 (с) [c.439]

Свободный заряд и связанный заряд II 158 (с), I 391 Связывающие состояния И 293 (с) [c.409]

РД5 — напряжённость электрич. поля. Если объёмная П. э. 3. всюду конечна, то и вектор Е всюду конечен и непрерывен. В средах различают П. э. з. свободных и связанных зарядов. П. э. з. связанных зарядов выражается через поляризации сектор Р [c.639]

Как известно, эти уравнения выражают тот факт, что электрическое поле и магнитная индукция (Ей В) создаются как свободными зарядами и токами, р, ру, так и связанными, распределение которых зависит от поляризаций согласно формулам [c.149]

Таким образом, и здесь природа формально сохраняет параллелизм в магнитных и электрических явлениях. Наряду с постоянными магнитами могут существовать постоянные электрики , т. е. вещества, обладающие свойствами электрической батареи или искусственно заряженного электрического конденсатора. Связанные заряды спонтанной поляризации при этом создают внешнее электрическое поле (рис. 12, а). Однако различие между веществами, обладающими спонтанной намагниченностью или спонтанной поляризацией, состоит не только в разной природе (происхождении) этих состояний. Раз возникнув, спонтанное намагниченное состояние может сохраняться (вообще говоря, при определенных, но обычных условиях) сколь угодно долго, в то время как спонтанное поляризованное состояние даже в обычных условиях довольно быстро утрачивается (по крайней мере внешне). Это происходит потому, что за счет внутренней (конечной) проводимости любого диэлектрика заряды противоположных знаков достигают выступающих на поверхности, связанных зарядов спонтанно поляризованного диэлектрика и нейтрализуют их. Еще более просто связанные заряды спонтанной поляризации могут быть скомпенсированы практически всегда имеющимися свободными зарядами в атмосфере, в результате чего упомянутая выше электрическая батарея быстро разряжается (рис. 12, б). Спонтанно поляризованное состояние диэлектрика [c.31]

Каждая часть пластинки в отдельности до контактирования была нейтральной, так как имело место равновесие свободных и связанных зарядов. Так как концентрация свободных электронов в области п больше, чем в р, а концентрация свободных дырок — наоборот, то после контактирования часть электронов под влиянием тепловой диффузии перейдет в область р, а некоторое количество дырок — в область п. При этом область р у перехода окажется заряженной отрицательно, а область п — положительно, возникнет диффузионное поле (рис. 171, а), которое прекратит дальнейшее перемещение зарядов, т. е. еще в отсутствии внешнего напряжения образуется запирающий слой толщиной порядка 10 см. [c.299]

Выведем теперь выражение (2.121) для числа квантов ). Рассмотрим поле в отсутствие зарядов, как свободных, так и связанных. При этом div Е = 0 div Н = 0. Число квантов в данном интервале частот dv равно энергии поля, которая заключена в этом интервале, поделенной на kv. Чтобы определить спектральную энергию, разложим поле в интеграл Фурье по пространству [c.150]

Мы убедимся, что газы, состоящие из свободных (плазма) и связанных (атомарные и молекулярные газы) зарядов, жидкости, аморфные и кристаллические твердые тела, двумерные состояния вещества, реализующиеся на границах раздела фаз, — все эти агрегатно-фазовые состояния вещества проявляют яркую специфику в своем поведении при воздействии на них интенсивного лазерного излучения. Исследования последних лет привнесли в эту область науки много нового. Отмеченный аспект лазерной физики обладает и острой практической актуальностью — он составляет основу лазерной технологии (включая лазерную химию и биологию), лазерного материаловедения, лазерной диагностики вещества. [c.64]

Фиг. л.1. Реакция свободного и связанного зарядов на постоянное электрическое поле. [c.391]

Поэтому на высоких частотах различие между свободными и связанными зарядами [а следовательно, между ст (со) и е (со)] является совершенно условным. При рассмотрении металлов обычно придерживаются двух правил. [c.391]

Таким образом, если ранее Е и Н рассматривали как равноправные компоненты электромагнитной волны, то при исследовании воздействия электромагнитной волны на вещество можно установить различие между ними. Это, впрочем, понятно, так как физический процесс подобного рода сводится к воздействию поля на элементарные заряды (в первую очередь свободные и связанные электроны). Такое воздействие количественно описывается формулой Лоренца f = сЕ +(e/ j[vH]. Обычно v с и второе слагаемое в формуле мало. Поэтому вектор Е и отвечает за движение электрических зарядов под действием электромагнитного поля. Тем самым подводится база под довольно неопределенное понятие светового вектора , которым часто пользуются при описании оптических явлений. Можно считать вектор Е таким световым вектором , ясно отдавая себе отчет в том, что в старой волновой теории смысл этого понятия был совсем иным. [c.79]

Это выражение получено нами из рассмотрения частного случая движения электрических зарядов в металлическом проводнике. Для того чтобы выяснить, насколько общим является это выражение и можно ли его распространять на другие случаи движения электрических зарядов в магнитном поле, необходимо представить себе физическую картину движения зарядов в металлическом проводнике и возникновения силы F. В металлическом проводнике носителями зарядов являются свободные электроны, слабо связанные с атомами металла. Независимо от того, течет по проводнику ток или нет, свободные электроны совершают хаотическое тепловое движение со скоростями порядка сотен километров в секунду (эта скорость растет с ростом температуры). Пока электрическое поле в проводнике отсутствует, вследствие полной хаотичности теплового движения за единицу времени через любое сечение проводника в обе стороны проходит одинаковое число электронов, т. е. одинаковое количество электричества, и ток [c.80]

Для дальнейших вычислений необходимо связать к с плотностью сверхпроводящего тока и магнитным потоком Ф. У свободного электрона импульс связан с волновым вектором соотношением де Бройля р = = W1V = /гк. При наличии магнитного поля, описываемого векторным потенциалом А, в уравнение движения электрона и в гамильтониан вместо импульса свободного электрона входит обобщенный импульс wv + qA, где д = — е-заряд электрона. Поэтому для спаренных электронов при наличии магнитного поля соотношение де Бройля принимает вид 2ту + 2qA = Пк. (70.2) [c.373]

Расчетные методы квантовой электродинамики успешно применяются и для расчета практически важных процессов взаимодействия Y-квантов с атомами и ядрами. В этих расчетах ядро трактуется просто как точечный, или размазанный по объему ядра, но жестко связанный, заряд Ze. Здесь, конечно, надо иметь в виду, что, кроме таких чисто электромагнитных взаимодействий, могут идти еще фотоядерные реакции (см. гл. IV, И), а также процессы, связанные с поляризуемостью ядер. Однако интерференция между этими разнородными процессами практически отсутствует. Поэтому все их можно рассчитывать независимо. В чисто электромагнитном взаимодействии у-квантов с атомами и ядрами практически важнейшими процессами являются фотоэффект и рождение пар. Фотоэффект состоит в том, что у-квант поглощается атомом, из которого вылетает электрон. Свободный электрон поглотить фотон не может, так как при этом нельзя одновременно соблюсти законы сохранения энергии и импульса. Очевидно поэтому, что фотоэффект в основном будет идти при энергиях, сравнимых с энергией связи электрона в атоме, и что основную роль (порядка 80% при has > /, где I — ионизационный потенциал) будет играть фотоэффект с самой глубокой /С-оболочки атома. И действительно, сечение фотоэффекта резко падает при увеличении энергии у-кванта. Закон сохранения импульса при фотоэффекте практически не действует, потому что ядру фотон может отдать большой импульс, практически не передавая ему энергии (из-за большой массы ядра). Закон сохранения энергии выражается соотношением Эйнштейна [c.339]

Если электрические заряды могут перемещаться сквозь объем тела, переходя от одного электрода к другому, или хотя бы перемещаются в нем на макроскопические расстояния, то такие заряды называются свободными и их движение создает ток проводимости. Наличие свободных зарядов в структуре диэлектрика характеризуется электрической проводимостью у. Эта величина служит некоторым критерием, позволяющим различать диэлектрики, полупроводники и проводники. К диэлектрикам относят вещества с электрической проводимостью, меньшей 10 См/м, а к проводникам — большей 10 См/м. Промежуточные значения проводимости свойственны полупроводниковым материалам. Такое деление несколько условно, но все же переход указанных границ связан, как правило, с изменением физической природы носителей электрических зарядов. [c.134]

В реальном диэлектрике, обладающем конечным электрическим сопротивлением, существуют как связанные, так и свободные заряды. Электрическое поле, создаваемое этими зарядами, существует в вакууме между молекулами вещества. Такой подход к описанию поля в диэлектрике, соответствующий классической электродинамике, позволяет использовать любые формулы, справедливые для электрического поля в вакууме, и для расчета поля в диэлектрике, добавляя к плотности зарядов величину рсв- Например, формула Гаусса для электрического поля в вакууме div Е — p/sg, а для электрического поля в диэлектрике [c.138]

Так как а-частицы сравнительно тяжелы (6,6- 10 г против 9,1 г — для электрона) и имеют заряд, то, сталкиваясь с внешне слабо связанными электронами атомов, они вырывают их из внешней оболочки образуется свободный электрон и ионизированная молекула (ионная пара). Производимая а-ча-стицами ионизация воздуха пропорциональна их энергии и определяется числом пар ионов, образуемых на длине пробега. [c.63]

Электрическим током называется явление движения заряженных частиц, а также явление изменения электрического поля во времени, сопровождаемые магнитным полем. В зависимости от свойств проводящих сред различают ток проводимости — движение свободных зарядов в проводниках ток переноса — движение заряженных частиц и тел в среде, не обладающей электропроводностью, и в пустоте ток поляризации — движение связанных заряженных частиц в диэлектрике при изменении его поляризации ток смещения в пусто-т е обусловлен изменением во времени электрического поля ток смещения — совокупность тока смещения в пустоте и тока поляризации. Направление электрического тока принято считать совпадающим с направлением движения положительных зарядов. [c.288]

Существование электронно-дырочной жидкости было предсказано в 1968 Л. В. Келдыщем, её эксперим. исследование началось в СССР в 1969. Переход газ—жидкость является фазовым переходом первого рода и характеризуется наличием критич. концентрации носителей, как свободных, так и связанных в Э., и критич. темп-ры Т,. В условиях, когда возбуждённых носителей заряда в полупроводнике не хватает для заполнения всего образца жидкостью, электронно-дырочная жидкость существует в виде капель, форма к-рых благодаря поверхностному натяжению близка к сферической. Электронно-дырочная жидкость может течь по кристаллу, её капли легко ускоряются внеш. воздействиями. При приложении давления удаётся доводить размер капель электронно-дырочной жидкости до 0,1 — I мм и достичь рекордных времён жизни капель (- 1 мс в Ge, 1 мкс в Si). [c.502]

В условиях пространственной дисперсии среды, не говоря уже об её нелинейности, макроскопич. процедура выделенияAf, Р и введения новых Сту, ау, Ду, цу, б, Еу по старым e[j, бу неоднозначна. Это обстоятельство обусловлено невозможностью строго разделить замкнутые и незамкнутые токи или токи свободных и связанных зарядов, особенно для эл.-магн. полей с характерными мас- [c.530]

Здесь о — электропроводность, Н — мапштное поле, Е — элек трическое поле, О — электрическая индукция. Величина О определяется соотношением О = Е + АпР (в СГС) или О = е.(,Е -)- Р (в СИ). Поляризация Р есть дипольный электрический момент единицы объема ). Члены аЕ и дР/д обусловлены смещением зарядов первый — свободных зарядов, второй — связанных. Введение этого различия не обязательно, и мы с тем же успехом можем дать определение величины Р, включив в понятие поля-ризацни смещение и связанных, и свободных зарядов. Тогда уравнение Максвелла можно будет переписать в виде [c.282]

Фотопроводимость. Внутренний фотоэффект, или фотопроводимость, — это явление возникновения внутри полупроводника избыточных носителей тока под действием освещения. В простейшем случае собственного полупроводника излучение возбуждает валентные электроны в зоне проводимости, где они находятся в свободном состоянии и могут участвовать в процессе переноса заряда. Вклад в прО Зодимость дают также возникаюш,ие в валентной зоне дырки. В примесном полупроводнике -типа кроме собственного фотоэффекта возможно еще возбуждение электронов из связанных состояний на донорных центрах в зону проводимости. Аналогичным образом в полупроводниках р-типа возможно возбуждение электронов из валентной зоны на акцепторные уровни, создавая тем самым подвижные дырки. Характерно, что в обоих случаях" примесной фотопроводимости в кристалле генерируются свободные носители только одного знака. Так же, как и внешний фотоэффект, фотопроводимость проявляется в однородном материале в присутствии внешнего электрического поля. [c.346]

Диэлектрики, в силу того, что свободных носителей заряда в них мало, состоят по сути из связанных заряженных частиц положительно заряженных ядер и обращающихся вокруг них электронов в атомах, молекулах и ионах, а также упруго связанных разноименных ионов, )асположенных в узлах решетки ионных кристаллов. Толяризация диэлектриков — упорядоченное смещение связанных зарядов под действием внешнего электрического поля (положительные заряды смещаются по направлению вектора напряженности поля , а отрицательные— против него). Смещение / невелико и прекращается, когда сила электрического поля, вызывающая движение зарядов относительно друг друга, уравновешивается силой взаимодействия между ними. В результате поляризации каждая молекула или иная частица диэлектрика становится электрическим диполем — системой двух связанных одинаковых по значению и противоположных по знаку зарядов q, Кл, расположенных на расстоянии I, м, друг от друга, причем q — это либо заряд иона в узле кристаллической решетки, либо эквивалентный заряд системы всех положительных или системы всех отрицательных зарядов поляризующейся частицы. Считают, что в результате процесса поляризации в частице индуцируется электрический момент p=ql, Кл-м. У линейных диэлектриков (их большинство) между индуцируемым моментом и напряженностью электрического поля , действующей на частицу, существует прямая пропорциональность р = аЕ. Коэффициент пропорциональности а, Ф-м , называют поляризуемостью данной частицы. Количественно интенсивность поляризации определяется поляризованно-стью Р диэлектрика, которая равна сумме индуцированных электрических моментов всех N поляризованных частиц, находящихся в единице объема вещества [c.543]

Электроны и дырки, обр.ззовасшиеся б результате термогекерации, совершают хаотическое движение в полупроводниковом кристалле в течение некоторого времени, называемого временем жизни, после чего свободный электрон заполняет незаполненную связь, становится связанным, при этом исчезает пара носителей заряда - свободный электрон и дырка. Этот процесс называется рекомбинацией. На энергетической диаграмме (рис. 3.4) генерация электроннодырочной пары отображена-переходом 1, рекомбинация - переходом 2. Таким образом, при температуре ТфО К в свободной зоне оказывается некоторое количество электронов, частично заполняющих ее. [c.49]

Я. И. Френкель обосновал существование у металлов двойного поверхностного электрического слоя, образованного облаком свободных (нелокализованных) электронов над металлической поверхностью и положительными ион-атомами остова кристаллической решетки (слоем избыточных поверхностных катионов). Этот двойной слой для краткости в дальнейшем будем именовать френкелевским. Во френкелевском двойном слое всегда существует скачок потенциала, в том числе и при отсутствии заряда на поверхности металла, т. е. в нулевой точке металла (как и скачок потенциала, связанный с ориентацией диполей растворителя [84]). [c.98]

Экситоны. Как уже указывалось, при возбуждении собственной фотопроводимости электроны из валентной зоны перебрасываются в зону проводимости и становятся свободными. Однако возможно и иное течение процесса, когда возбужденный электрон не разрывает связи с дыркой, возникающей в валентной зоне, а образует с ней единую связанную систему. Такая система была впервые рассмотрена Я. И. Френкелем и названа им экситоном. Экситон сходен с атомом водорода в обоих случаях около единичного положительного заряда движется электрон и энергетический спектр является дискретным (рис. 12.9). Уровни энергии экситоиа располагаются у дна зоны проводимости. Так как экситоны являются электрически нейтральными системами, то возникновение их в полупроводнике не приводит к появлению дополнительных носителей заряда, вследствие чего поглощение света не сопровождается увеличением проводимости полупроводника. При столкновении же с фоноиами, примесными атомами и другими дефектами решетки экситоны или рекомби-иируют, или разрываются . В первом случае возбужденные атомы переходят в нормальное состояние, а энергия возбуждения передается решетке или излучается в виде квантов света во втором случае образуется пара носителей — электрон и дырка, которые обусловливают повышение электропроводности полупроводника, [c.327]

Напряженность поля Е в конденсаторе 1 до удаления диэлектрика можно было садтать складывающейся из напряженностей двух полей — поля заряда на пластинах (которое, очевидно, равно Е ) и поля связанных зарядов диэлектрика. После удаления диэлектрика остается только поле свободных зарядов на пластинах конденсатора. [c.262]

ЛАНДАУ диамагнетизм — диамагнетизм систелш подвижных носителей зарядов (напр., электронов проводимости в металлах). Предсказан Л. Д. Ландау в 1930. Л. д. представляет собой чисто квантовый аффект, обусловленный квантованием орбитального движения заряж. частиц в магн. поле (квантуется энергия движения в плоскости, перпендикулярной полю, см. Ландау уровни). Л. д. связан С тем, что при помещении заряж. частиц в магн. поле траектории свободного движения частиц искривляются и возникает добавочное магн, поле, противоположное внеш. полю, т. е. у системы заряж. частиц появляется добавочный диамагн. момент. Л. д. заметно проявляется при низких темп-рах (ниже темп-ры вырождения) и может наблюдаться в вы-рождепном газе свободных электронов и у электронов проводимости в металлах, полуметаллах и полупроводниках. В простейшей модели вырожденного газа электронов проводимости в твёрдом теле с квадратичным законом дисперсии (е, р и пг — энергия, [c.571]

В теории Лоренца все заряды разделяются на свободные и связанные (входящие в состав электрически нейтральных атомов и молекул). Можно показать, что мак-роскопнч. плотность связанных зарядов Рсвяз определяется вектором электрич. поляризации i- (электрич. дипольпым моментом единицы объема среды) [c.612]

Для характеристики полей в материальных средах помимо Н. э. п. вводят ещё вектор поляризации среды ре (Б), равный дипольному моменту единицы объёма. Обычно оба эти вектора объединяются в вектор электрической индукции, или электрич. смещения, D = Е - - - 4пРе. Источниками поля D являются свободные заряды (vD = 4лр), источниками поля Е — совокупность свободных (р) и связанных (рсв) зарядов Е — 4я(р 4- P b)i= —В линейных средах, где Ре есть линейная ф-ция Е, имеет место принцип суперпозиции, согласно к-рому поле, создаваемое суммой зарядов рг = 2р , равно векторной сумме полей, [c.246]

Оптические свойства. Специфика энергетич. спектра свободных и локализов. состояний носителей заряда в П. п. приводит к особенностям оптич. и магн.-оптич. явлений. В П. п. наблюдаются гигантский Фарадея эффект, при энергиях фотонов, близких к энергии края фундам. поглощения (в dj (blnjfTe Вербе постоянная достигает 36000 град/см-Тл), сильная зависимость от магн, поля стоксовского сдвига в спектрах комбинационного рассеяния света и расщепления линий поглощения свободных и связанных экситонов. [c.33]

Ввиду стабильности П., наличии у него электрич. заряда и относит, простоты получения (ионизацией водорода) пучки ускоренных П. являются одним из осн. внструментов эксперим. физики элементарных частиц. Очень часто мишенью в опытах по соударению частиц также являются П.— свободные (водород ) или связанные в ядрах. П. высокой энергии получают на ускорителях. Ускоренные П. используются не только для изучения рассеяния самих П., но также и для получения пучков частиц л- и К-мезонов, антипротонов, мюонов. Пучки ускоренных П. применяются в лучевой терапии. [c.165]

РЕНТГЕНА ОПЫТ — один из классик, экспериментов по электродинамике движущихся сред, доказавший, что ток связанных зарядов (ток Рентгена), возникающий при движении наэлектризов. дизлектрика, по своему магн. действию тождествен с током проводимости и с конвекц. током свободных зарядов (током Роуланда си. Роуланда опыт). Осуществлён в 1888 В. К. Рентгеном (W. К. Rontgen). [c.340]

В диэлектриках и полупроводниках при Г = 0 свободные электроны отсутствуют. При конечных темп-рах в них появляются заряж. квазичастицы электроаы с отрицат. зарядом и дырки с положит, зарядом. Электрон и дырка могут образовать связанное состояние — квазичастицу, называемую экситоном. Др. тип экситоиа представляет собой возбуждённое состояние атома диэлектрика, перемещающееся в кристаллич. решётке. [c.671]

Лит. M. при ст. Цилиндрические функции. А. Ф. Никифоров. ЭЙХЕНВАЛЬДА ОПЫТ в электродина мике движущихся сред—доказал точными количеств, измерениями (1903), что конвекц. ток свободных зарядов на движущемся проводнике (см. Роуланда опыт) и ток связанных зарядов, возникают при движении наэлектризованного диэлектрика (см. Рентгена опыте), приводят к появлению магн. поля точно так же, как ток проводимости в покоящемся проводнике, т. е. поляризованный немагк. диэлектрик при движении становится намагниченным. [c.499]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...