Детская энциклопедия

Меню сайта











ПОЛУПРОВОДНИКИ. Проводники и изоляторы

В современной технике много чудес, о кото­рых совсем недавно можно было только мечтать. Представьте себе радиоприемник, который спря­тан в пилюле, похожей на лекарственную. Ее можно проглотить, и пойдут радиосигналы прямо из желудка, они расскажут врачам о со­стоянии внутренних органов больного.

Приборы космического корабля питаются электрическим током от маленьких темных пластинок, сложенных в виде щита. Солнечный свет падает на пластинки и превращается в электрическую энергию.

Существует устройство, которое зимой обо­гревает дом за счет мороза, а летом охлаждает его за счет уличной жары. Созданы термометры величиной с булавочную головку, холодильники не больше наперстка И многие другие удиви­тельные и полезные приборы.

Во всех этих приборах действуют полупро­водниковые материалы.

Полупроводники широко и многообразно применяются в современной технике. К ним относится много веществ: кристаллы германия, кремния, селена, углерода, разнообразные сплавы и окислы. Есть полупроводники стекловид­ные и даже жидкие.

Наука о полупроводниках появилась совсем недавно. И сейчас во всем мире исследуются их свойства. В нашей стране этой проблемой зани­маются многочисленные коллективы специалис­тов, в том числе целая школа ученых, создан­ная крупнейшим советским физиком академиком А. Ф. Иоффе.

 

ПРОВОДНИКИ И  ИЗОЛЯТОРЫ

Медная проволока хорошо проводит элект­рический ток. Поэтому медь, как и другие ме­таллы, называют проводником. А фарфоровый ролик или какой-нибудь предмет из резины, эбонита не пропускают ток. Это — изоляторы.

Любое вещество построено из очень боль­шого количества атомов. А в каждом атоме есть сравнительно массивное, положительно за­ряженное ядро, вокруг которого кружатся электроны — легкие частицы, несущие от­рицательный заряд. И вот оказывается, что наружные, так называемые валентные элект­роны атомов (те самые, что создают химические связи) ведут себя в проводниках иначе, чем в изоляторах.

В металле валентные электроны не удержи­ваются у атомов, соскакивают с них и свободно блуждают, образуя внутри металла своеобраз­ный электронный газ. Правда, частицы этого газа — электроны — не могут уйти из металла. Общее притяжение положительно заряженных ядер надежно удерживает электронный газ внутри металлического предмета. Можно счи­тать, что валентные электроны там обобществле­ны: принадлежат сразу всем атомам вместе, а не каждому из них в отдельности.

Стоит прижать металлическую проволочку к полюсам электрической батареи, как частички электронного газа подхватываются электри­ческим полем и устремляются к положительно­му полюсу. По металлу начинает течь электри­ческий ток (рис. 1).

Из школьных опытов читатель, вероятно, помнит, что при нагревании проводника его электропроводность падает. Спираль электри­ческой плитки сразу после включения в сеть обладает значительно меньшим сопротивлением, чем когда докрасна раскалится. Как это можно объяснить?

Электронный поток в металле пробивается через кристаллическую решетку атомов, ли­шенных внешних электронов. Но ведь атомы не стоят неподвижно. Чем выше температура, тем сильнее колеблется решетка. И электрон­ному потоку все труднее пробиваться сквозь нее, ибо раскачивающиеся из стороны в сторо­ну атомы сбивают электроны с пути.

В фарфоре, как и в любом другом изоляторе, дело обстоит иначе. Электронного газа там нет, атомы крепко удерживают свои внешние элект­роны (рис. 2). В изоляторе нечему переносить ток. Правда, если очень сильно разогреть изолятор, его иногда все же можно сделать электро­проводным: при интенсивном тепловом дви­жении атомы начнут терять валентные элект­роны, которые и станут носителями тока. На этом принципе, кстати сказать, устроены «гра­дусники», измеряющие очень высокую темпе­ратуру (выше тысячи градусов).





 
Календарь
«  Декабрь 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Новые статьи
Каталог статей
Как подготовить ребенка к школе
Освоение навыков чтения
Природные материалы на уроках труда

Статистика




 
Адрес почты Вопросы по рекомендациям, размещению рекламы и обратных ссылок обращайтесь pochta@enciklopediya1.ru
2013 © 2016