عقیده نواری در فیزیک شرایط جامد در فیزیک شرایط جامد، طبق عقیدهای به اسم «عقیده نواری»، قالب یا این که لایه گنجایش تک تک اتمها در پوسته نواری به اسم نوار گنجایش معرفی میگردد. در شرایطی که الکترونی انرژی بیشتری بهدست آورد (از روش جذب گرما یا این که جذب روشنایی در پوسته فوتونهای انرژی)، می تواند نوار گنجایش را سوراخ کرده و در پوسته یک الکترون آزاد به نوار رسانش در جامد وارد معلم خصوصی فیزیک در اصفهان گردد.
الکترونی که از نوار گنجایش بیرون گردیده و با گذر از گاف نواری وارد نوار رسانش ماده میگردد، الکترون برانگیخته اسم دارااست. اختلاف انرژی میان نوار رسانش و نوار گنجایش در هر مادهای گاف نواری یا این که گاف انرژی نامیده میگردد.
گاف نواری هر ماده نماددهنده این میباشد که الکترونهای گنجایش در آن ماده برای رفتن به نوار رسانش به چه مقدار انرژی نیاز دارا هستند. در فیض با درک کردن گاف و پناه انرژی ما یحتاج برای هر الکترون، خواهیم توانست پیروز به جابجایی الکترونها از نوار گنجایش به نوار رسانش در ماده شویم. در این حالت الکترونهای آزاد بیشتری خواهیم داشت که نتیجه ها آن ارتقاء رسانایی ماده میباشد. تفکیک مواد متفاوت از دید رسانایی در سه مجموعه رسانا، نصفهرسانا و نارسانا با دقت به اندازه گاف نواری و با دقت به نمودار انرژی تحت اعمال میشود. نکته قابل توجه دربارهی گاف نواری این میباشد که از حیث کوانتومی ورود الکترون به محدوده گاف را غیرمجاز فرض میکنیم، مگر در مفاد استثنا که دراین وضعیت با موقعیتهای تله در ماده روبرو خواهیم شد.
نمودارهایی از سطوحی با رنگهای آبیرنگ، سبز و صورتی
طبقهبندی جامدات با دقت به اندازه گاف نواری
به عبارتیطور که در صورت بالا مشاهده می کنید، گاف نواری در مواد نارسانا مقدار بزرگی داراست. به همین ادله عملا قابلیت و امکان تحریک شدن الکترونها و ساخت الکترون آزاد دراین مواد نیست. اما طرزهای خاصی مانند اجرا ولتاژ بالا به ماده قادر است به برانگیختگی الکترونها یاری دهد. ولی در نصفهرساناها اندازه گاف در حدی میباشد که الکترونهای گنجایش ماده با جذب گرما یا این که فوتون، قابلیت و امکان برانگیختگی و رفتن به نوار رسانش را دارا هستند. این در حالی میباشد که در مواد رسانا نوار گنجایش و رسانش ماده همپوشانی داراهستند و در واقعیت گافی نیست یا این که در حالتی که میباشد، خیلی خیلی خرد میباشد.
قسمتهای دیگر فیزیک وضعیت جامد به رسیدگی موقعیت مایع معمول در موادی به اسم کریستالهای مایع و در دماهایی در حدود صفر مطلق تخصیص دارااست. اینگونه موادی «مایعات کوانتومی» نامیده میشوند. مایعات کوانتومی خواص مهمی به اسم «ابرشارگی» را از خویش علامت میدهند که به جریانهای به طور کامل فارغ از اصطکاک گفته می گردد. ابرشارگی در سیالات از جهاتی با ابررسانایی در جامدات (به معنای عبور جریان الکتریسیته فارغ از مقاومت) همانندی داراست. ابررسانایی در دماهای خاص و خیلی ذیل در دسته خاصی از جامدات مانند مواد سرامیکی و فلزی مشاهده میشود. غیر وابسته از التفات کاربردی ابررساناها و ابرشارهها در مورد تکنولوژی امروز، اگاهی از اینگونه وضعیتهای کوانتومی ماکروسکوپی مایع و جامدی در مطالعات اخترشناسی ساختار ستارهای مانند ستاره نوترونی بسیار التفات دارا هستند. در قسمت آنگاه با ابررسانایی بیشتر آشنا میشوید.
مقاله پیشنهادی: نصفه هادی ها — معرفی جامع ساختار و اشکال — بی آلایش و بدون پول
ابررسانایی
یکی از دیگر از جالبترین و کاربردیترین مباحث فیزیک ماده چگال، «ابررسانایی» (Superconductivity) میباشد که درین قسمت خوا هیم رویت کرد اصلیترین مفاهیم آن در فیزیک چیست. میدانیم همگی مواد حتی شایسته ترین رساناها مانند نقره و مس دارنده مقاومت میباشند. ولی در ابررسانایی میبینیم که با کاهش دما در بعضا از مواد این قابلیت و امکان وجود دارااست که بتوانیم مقاومت را تا حد متعددی کاهش دهیم.
کلیکنمایید
درصورتی که بتوانیم مادهای را تا تحت دمایی به اسم دمای بحرانی یا این که دمای گذار (
T
c
T
c
) سرد کنیم، مقاومت آن تماما از در میان میرود و یک ابررسانا داریم. یکی مواد معمول که با این موقعیت به ابررسانایی میرسد، جیوه میباشد (با دمای بحرانی
4.2
K
4.2 K
).
تصویری از یک نمودار
نمودار مقاومت بر حسب دما برای آرم دادن خواص ابررسانایی
تصویر بالا نمودار مقاومت الکتریکی بر حسب دما را برای یک ابررسانا و فلز بی آلایش آرم می دهد تا عالی بتوانید تفاوت خصوصیتهای فلزات و ابررساناها را مقایسه نمائید. فلز ساده حتیدر دماهای خیلی معدود گشوده هم پاره ای مقاومت داراست، ولی برای یک ابررسانا ذیل دمای بحرانی، مقاومت تماما صفر میباشد. یکی از دیگر از اثر ها ابررسانایی در دماهای تحت دمای بحرانی این میباشد که قابلیت و امکان نفوذ میدان مغناطیسی فرنگی در ابررسانا نیست، بلکه اینگونه می دانی تنها روی سطح باقی میماند. این پدیده، «تاثیر مایسنر» اسم دارااست.
عقیده نواری در فیزیک شرایط جامد در فیزیک شرایط جامد، طبق عقیدهای به اسم «عقیده نواری»، قالب یا این که لایه گنجایش تک تک اتمها در پوسته نواری به اسم نوار گنجایش معرفی میگردد. در شرایطی که الکترونی انرژی بیشتری بهدست آورد (از روش جذب گرما یا این که جذب روشنایی در پوسته فوتونهای انرژی)، می تواند نوار گنجایش را سوراخ کرده و در پوسته یک الکترون آزاد به نوار رسانش در جامد وارد معلم خصوصی فیزیک در اصفهان گردد.
الکترونی که از نوار گنجایش بیرون گردیده و با گذر از گاف نواری وارد نوار رسانش ماده میگردد، الکترون برانگیخته اسم دارااست. اختلاف انرژی میان نوار رسانش و نوار گنجایش در هر مادهای گاف نواری یا این که گاف انرژی نامیده میگردد.
گاف نواری هر ماده نماددهنده این میباشد که الکترونهای گنجایش در آن ماده برای رفتن به نوار رسانش به چه مقدار انرژی نیاز دارا هستند. در فیض با درک کردن گاف و پناه انرژی ما یحتاج برای هر الکترون، خواهیم توانست پیروز به جابجایی الکترونها از نوار گنجایش به نوار رسانش در ماده شویم. در این حالت الکترونهای آزاد بیشتری خواهیم داشت که نتیجه ها آن ارتقاء رسانایی ماده میباشد. تفکیک مواد متفاوت از دید رسانایی در سه مجموعه رسانا، نصفهرسانا و نارسانا با دقت به اندازه گاف نواری و با دقت به نمودار انرژی تحت اعمال میشود. نکته قابل توجه دربارهی گاف نواری این میباشد که از حیث کوانتومی ورود الکترون به محدوده گاف را غیرمجاز فرض میکنیم، مگر در مفاد استثنا که دراین وضعیت با موقعیتهای تله در ماده روبرو خواهیم شد.
نمودارهایی از سطوحی با رنگهای آبیرنگ، سبز و صورتی
طبقهبندی جامدات با دقت به اندازه گاف نواری
به عبارتیطور که در صورت بالا مشاهده می کنید، گاف نواری در مواد نارسانا مقدار بزرگی داراست. به همین ادله عملا قابلیت و امکان تحریک شدن الکترونها و ساخت الکترون آزاد دراین مواد نیست. اما طرزهای خاصی مانند اجرا ولتاژ بالا به ماده قادر است به برانگیختگی الکترونها یاری دهد. ولی در نصفهرساناها اندازه گاف در حدی میباشد که الکترونهای گنجایش ماده با جذب گرما یا این که فوتون، قابلیت و امکان برانگیختگی و رفتن به نوار رسانش را دارا هستند. این در حالی میباشد که در مواد رسانا نوار گنجایش و رسانش ماده همپوشانی داراهستند و در واقعیت گافی نیست یا این که در حالتی که میباشد، خیلی خیلی خرد میباشد.
قسمتهای دیگر فیزیک وضعیت جامد به رسیدگی موقعیت مایع معمول در موادی به اسم کریستالهای مایع و در دماهایی در حدود صفر مطلق تخصیص دارااست. اینگونه موادی «مایعات کوانتومی» نامیده میشوند. مایعات کوانتومی خواص مهمی به اسم «ابرشارگی» را از خویش علامت میدهند که به جریانهای به طور کامل فارغ از اصطکاک گفته می گردد. ابرشارگی در سیالات از جهاتی با ابررسانایی در جامدات (به معنای عبور جریان الکتریسیته فارغ از مقاومت) همانندی داراست. ابررسانایی در دماهای خاص و خیلی ذیل در دسته خاصی از جامدات مانند مواد سرامیکی و فلزی مشاهده میشود. غیر وابسته از التفات کاربردی ابررساناها و ابرشارهها در مورد تکنولوژی امروز، اگاهی از اینگونه وضعیتهای کوانتومی ماکروسکوپی مایع و جامدی در مطالعات اخترشناسی ساختار ستارهای مانند ستاره نوترونی بسیار التفات دارا هستند. در قسمت آنگاه با ابررسانایی بیشتر آشنا میشوید.
مقاله پیشنهادی: نصفه هادی ها — معرفی جامع ساختار و اشکال — بی آلایش و بدون پول
ابررسانایی
یکی از دیگر از جالبترین و کاربردیترین مباحث فیزیک ماده چگال، «ابررسانایی» (Superconductivity) میباشد که درین قسمت خوا هیم رویت کرد اصلیترین مفاهیم آن در فیزیک چیست. میدانیم همگی مواد حتی شایسته ترین رساناها مانند نقره و مس دارنده مقاومت میباشند. ولی در ابررسانایی میبینیم که با کاهش دما در بعضا از مواد این قابلیت و امکان وجود دارااست که بتوانیم مقاومت را تا حد متعددی کاهش دهیم.
کلیکنمایید
درصورتی که بتوانیم مادهای را تا تحت دمایی به اسم دمای بحرانی یا این که دمای گذار (
T
c
T
c
) سرد کنیم، مقاومت آن تماما از در میان میرود و یک ابررسانا داریم. یکی مواد معمول که با این موقعیت به ابررسانایی میرسد، جیوه میباشد (با دمای بحرانی
4.2
K
4.2 K
).
تصویری از یک نمودار
نمودار مقاومت بر حسب دما برای آرم دادن خواص ابررسانایی
تصویر بالا نمودار مقاومت الکتریکی بر حسب دما را برای یک ابررسانا و فلز بی آلایش آرم می دهد تا عالی بتوانید تفاوت خصوصیتهای فلزات و ابررساناها را مقایسه نمائید. فلز ساده حتیدر دماهای خیلی معدود گشوده هم پاره ای مقاومت داراست، ولی برای یک ابررسانا ذیل دمای بحرانی، مقاومت تماما صفر میباشد. یکی از دیگر از اثر ها ابررسانایی در دماهای تحت دمای بحرانی این میباشد که قابلیت و امکان نفوذ میدان مغناطیسی فرنگی در ابررسانا نیست، بلکه اینگونه می دانی تنها روی سطح باقی میماند. این پدیده، «تاثیر مایسنر» اسم دارااست.
نیرو فارغ از انرژی به فایدهای پایدار سبب نمی شود