Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Элементарные частицы в виде корпускул и волн и модель атома

Название: Элементарные частицы в виде корпускул и волн и модель атома
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Добавлен 01:08:37 23 ноября 2008 Похожие работы
Просмотров: 112 Комментариев: 4 Оценило: 1 человек Средний балл: 4 Оценка: неизвестно     Скачать

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра электронной техники и технологии

РЕФЕРАТ

На тему:

«ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ В ВИДЕ КОРПУСКУЛ И ВОЛН И МОДЕЛЬ АТОМА»

МИНСК, 2008

Введение

Принцип действия электронных, ионных и полупроводниковых приборов базируется на движении свободных частиц, которые благодаря своему заряду подвержены воздействию со стороны электрических и магнитных полей. Различают четыре группы частиц, используемых в этих приборах, а именно: электроны, ионы, нейтральные атомы, или молекулы, и кванты электромагнитного излучения (фотоны, кванты рентгеновского и γ-излучения); свойства этих частиц и их поведение определяют принцип действия прибора.

1. Основные сведения об элементарных частицах

1.1. Электрон.

Заряд е=1,6*10-19 к (в уравнения подставляется положительная величина).

Масса m=9,1*10-28 г .

e/ m=1,76*108 к/г , или (в технической системе единиц) e/ m≈1,8*1015 см2 /в*сек2 .

m/ mH =1/1835 (mH - масса атома водорода).

Радиус r ≈ 10-13 см .

Энергия Ek = 1/2 mv2 = eU .

Скорость

, км/сек. (1)

1.2. Ионы

В качестве примера приведены данные для иона Н+, иона Не+ и иона Hg+.

Скорость иона можно определить из уравнения (1), если вместо m подставить массу иона mi , а вместо элементарного заряда е заряд иона qi (положительный).

Ион Заряд* qi, к Радиус ri , см Масса mi, г qi/ mi , к/г

Н+

Не+

Hg+

1,6*10-19

1,6*10-19

1,6*10-19

1,09*10-8

1,10*10-8

1,80*10-8

1,68*10-24

6,67*10-24

3,31*10-24

9,53*104

2,4*104

0,048*104

* Для однозарядных ионов; у многозарядных ионов заряд в кратное число раз больше.

1.3. Кванты излучения

(Оптическое, рентгеновское и радиоактивное излучение)

«Масса» mф = Еф2 = h/сλ , Вт*сек3 /см2 *.

Энергия Eф = hv = hc/ λ = eUф ; отсюда следует:

, в ; λ[Å]. (2)

Постоянная Планка h = 6,625*10-34 вт*сек2 ; v - частота, Гц; с - скорость света, см/сек; λ - длина волны, см, или Å; vλ = c , Uф - вольт-эквивалент энергии фотона, в.

Энергия квантов оптического излучения в инфракрасной области равна примерно 10-3 – 1,5 эв ** , в видимой области 1,5 - 3,3 эв ; в ультрафиолетовой области 3,3 - 102 эв .

Энергия квантов рентгеновского излучения равна 0,1 - 1 000 кэв .

Энергия β - и γ-излучения радиоактивных материалов от 0,01 до 10 Мэв [Со60 (γ): 1,33 Мэв, Sr90 (β): от 0,6 до 2,2 Мэв, Т3 (тритий) (β) : 0,018 Мэв].

Энергия космических лучей от 103 до 1012 Мэв.

2. Представление элементарных частиц в виде корпускул и волн

Основные сведения об элементарных частицах, приведенные в разделе А, могут быть получены с помощью достаточно простых экспериментальных устройств.

2.1. Некоторые экспериментальные методы определения заряда, массы и длины волны электрона

Определение заряда электрона е. Заряд электрона (элементарный заряд) е может быть определен посредством следующего опыта (опыт Милликена). В микроскоп наблюдают за движением помещенной между обкладками конденсатора частицы, заряженной одним или несколькими элементарными зарядами. Как видно из рис. 1, отрицательно заряженная в дуговом разряде капля масла помещается в воздухе между обкладками горизонтально расположенного конденсатора, к которым приложено напряжение. На каплю действуют сила тяжести М g (М - масса масляной капли, g - ускорение силы тяжести) и в противоположном направлении сила со стороны приложенного поля еЕ и сила сопротивления воздуха 6πη i av , где η i - коэффициент вязкости воздуха, a - измеренный радиус частиц.

Отсюда для случая равновесия (когда частица неподвижна, v = 0 ) справедливо соотношение

; ; (3)

е [а*сек], М [вт*сек3 /см2 ], g [см/сек2 ], d [см], U [в], Е [в/см] .

В этом равенстве g, d и U известны.

Рис. 1. Конденсатор Милликена для определения элементарного заряда.

1 - нейтральная капля масла (заряжается в дуге); 2 - падающая положительно заряженная капля масла (заряжается положительно в дуговом разряде или в результате фотоэффекта); 3 - отрицательно заряженная капля масла (отрицательный ион или электрон); 4 - положительно заряженная капля масла (положительный ион); 5 - дуга; 6 - обкладка конденсатора; 7 - источник света.

Масса М частицы может быть найдена, если знать скорость падения частицы v в незаряженном конденсаторе:

M = 6 πηi av/ g;

Таким образом, из (3) может быть найдена величина элементарного заряда е .

Если каплю масла, находящуюся в равновесии, подвергнуть облучению ультрафиолетовым светом, то вследствие внешнего фотоэффекта она может отдать свой заряд. При этом внезапный подъем или внезапное падение такой частицы в конденсаторе является доказательством квантовой природы заряда, освобожденного светом, и тем самым атомистической природы электричества.

Определение массы электрона m по давлению электронного луча. Величину массы электрона можно определить путем измерения силы, с которой действует электронный луч на электрод в вакууме. Этой силе противодействует измеряемая на опыте сила закручивания нити, на которой подвешен бомбардируемый электронами электрод (рис. 2). При равновесии нити обе силы уравновешиваются. Сила F , с которой действует поток электронов на электрод, равна изменению полного импульса всех электронов, ударяющихся в единицу времени об электрод. Если mv - импульс одного электрона и он полностью передается электроду, то

,

откуда

(4)

где I – электронный ток на электрод, U - анодное напряжение и I/е - число электронов, достигающих электрода в единицу времени.

Рис. 2. Схема установки для определения массы электрона по давлению электронного луча.

1 - катод; 2 - анод; 3 - бомбардируемый электрод; 4 - электронный луч.

Если в уравнение (4) подставить численные значения для e и m , то получим:

[Г]*, I[ a], U[в] (4a)

Примеры и применения. Определение силы, с которой действует электронный луч на анод в рентгеновской трубке, применяемой в медицине (с электрическими параметрами I = 1 а, U = 250 кв); согласно равенству (2.4а) сила F = 0,175 Г.

Определение силы воздействия протонов в космотроне (масса mH ; m/ mH = 1835) при I = 1 а и U = 3*109 в сила F = 800 Г (в течение 10-7 сек).

Определение силы тяги космического корабля (с плазменным ионным двигателем на ионах цезия (mCs / m = 5*102 ); при токе I = 103 а и напряжении U = 104 в сила тяги Fs ≈ 17 кГ . Если F известно, то, подставляя остальные данные в уравнение (4), можно определить неизвестную массу атома.

Методы определения удельного заряда электрона е/ m .

а) Метод торможения вращающейся проволочной катушки. Согласно Толману и Стюарту в движущемся твердом теле (например, в катушке из проволоки, вращающейся вокруг оси с большой скоростью, рис. 3) при его внезапном затормаживании вследствие инерции электронов возникает импульс тока.

Изменение механического импульса электронов проводимости Me v , возникающее при торможении тела до полной остановки в течение времени t2 – t1 приводит к появлению импульса тока . Так как

, то

или

, (4б)

где R, ом - сопротивление проволочной катушки; l , см - ее длина; v , см/сек = 2π rn - линейная скорость вращения катушки; n , 1/сек - число оборотов катушки в секунду; e , а*сек - заряд электрона; М e , вт*сек3 /см2 - полная масса всех движущихся электронов; I , а - мгновенный ток; Fe , вт*сек/см - сила инерции всех электронов в катушке.

Измеряя баллистическим методом величину , можно рассчитать значение е/М e и, зная полное число квазисвободных электронов в катушке, найти величину отношения e/ m .

Рис.3. Схема метода определения отношения заряда электрона к его массе (е/ m) при резком торможении вращающейся проволочной катушки.

1 - гальванометр; 2 - вращающаяся катушка.

б) Метод электроннолучевой трубки, помещенной в поле земного магнетизма. На электронный луч с силой тока I действует со стороны магнитного поля с индукцией В отклоняющая (центростремительная) сила, равная Fц = [I xB ].

При сечении электронного луча, равном 1 см2 , концентрации электронов n и скорости электронов v0 , выражение для плотности тока j имеет вид:

(5)

(j [а/см2 ], n [1/см2 ], e [а*сек], v0 [см/сек]).

Сила, действующая на один электрон (n=1 ), равна:

Fц = e [v0 xB ] или Fц = e v0 B sin α (6)

(Fц [вт*сек/см ], е [а*сек ], v0 [см/ сек ], В [в*сек /см2 ], α - угол между векторами v0 и В ). Направление силы совпадает (в случае положительно заряженной частицы) с направлением поступательного движения винта с правой резьбой, когда направление его вращения совпадает с направлением поворота вектораv0 по кратчайшему пути к вектору В . Направление силы, действующей на отрицательно заряженную частицу, будет противоположным.

В однородном магнитном поле (B0 = const) при v0 = const сила Fц будет постоянной. Если, кроме того, векторы v0 и В взаимно перпендикулярны, то частица будет двигаться по кругу. Радиус круга может быть найден из условия, что “магнитная” центростремительная сила Fц равна центробежной силе Fz :

.

Отсюда

(7)

(R [см], m [вт/сек3 /см2 ], v0 [см/сек], е [а*сек], В [в*сек/см2 ])

С помощью равенства (7) можно рассчитать то отклонение у , которое испытывает электродный луч в трубке Брауна при действии магнитного поля (например, магнитного поля земли). Как видно из рис. 4, для малых отклоняющих углов (малые у ) справедливо соотношение

и (8)

Если в трубке Брауна измерить отклонение у , то по соотношению (8) можно определить величину отношения е/ m

(9)

Величина e/ m имеет размерность см2 /в*сек2 , если в формулу для е/ m подставить U0 (анодное напряжение в трубке Брауна) в вольтах, D (протяженность действия магнитного поля) в см и В в в*сек/см2 . Магнитная индукция В может быть определена, например, по измерениям периода колебаний стрелки компаса.

Рис.4. Определение е/ m с помощью электроннолучевой трубки, помещенной в магнитное поле земли.

1 - магнитное поле земли (индукция В ); 2 - электронный луч.

Указанный метод измерений применяется и как «электронный» компас, так как величина отклонения у достигает максимума, когда ось трубки перпендикулярна к горизонтальной компоненте поля земного магнетизма, и тем самым перпендикулярна к направлению север - юг. (На магнитном полюсе показания будут ошибочными.) Для быстрых электронов отношение е/ m может быть определено с помощью камеры Вильсона, помещенной в магнитное поле.

Литература

1. Достанко А.П. Технология интегральных схем.-Мн: Вышэйшая школа, 2002 - 206 с.

2. Гурский Л.И., Степанец В.Я. Проектирование микросхем.-Мн.: Навука i тэхнiка, 2001 - 295 с.

3. Гурский Л.И., Зеленин В.А., Жебин А.П., Вахрин Г.Л. Структура, топология и свойства пленочных резисторов.-Мн.: Навука i тэхнiка, 2007 - 250 с.

4. Гурский Л.И., Румак Н.В., Куксо В.В. Зарядовые свойства МОП-структур.-Мн.: Навука i тэхнiка, 2000 - 200 с.

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений07:42:47 19 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
22:49:28 28 ноября 2015
119. Частица, имеющая элементарный заряд, влетает в однородное магнитное поле под углом 45° к линиям магнитной индукции и движется по винто¬вой линии с шагом 2 см. Определить импульс частицы, если индукция по¬ля равна 10-2 Тл.
hayatullah19:01:45 28 февраля 2013Оценка: 4 - Хорошо
119. Частица, имеющая элементарный заряд, влетает в однородное магнитное поле под углом 45° к линиям магнитной индукции и движется по винто¬вой линии с шагом 2 см. Определить импульс частицы, если индукция по¬ля равна 10-2 Тл.
hayatullah19:01:26 28 февраля 2013

Работы, похожие на Реферат: Элементарные частицы в виде корпускул и волн и модель атома

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(150375)
Комментарии (1830)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru