Автор:
Гаврилов Іван Петрович, викладач фізики
професійно-педагогічного коледжу Глухівського національного університету імені
Олександра Довженка.
Мета: формувати знання про температуру на основі молекулярно-кінетичної
теорії, ознайомити з історією виникнення термометрів, різними видами
температурних шкал, сучасними методами вимірювання температури; розвивати навички
самостійної роботи з великими обсягами інформації, уміння
логічно мислити, працювати в колективі; виховувати активність,
самостійність, колективну відповідальність.
Форми роботи: групова, індивідуальна.
Обладнання:мультимедійний проектор, слайди за темою «Температура
та її вимірювання», термометри, пристрій для демонстрації газових законів.
В природі існує електромагнітне поле, за допомогою якого здійснюється взаємодія електричних зарядів і струмів. Окремими проявами цього поля є електричне і магнітне поля. Людству відомо, що натертий шерстю янтар, ебоніт здатні притопати до себе дрібні предмети. Це пояснюється електризацією. Електризацією називається передавання тілу електричного заряду. По електричним властивостям речовини діляться на провідники, діелектрики, напівпровідники. Провідником називається речовина, в якій є велика кількість вільних зарядів, які здатні переміщатись вільно по речовині (метал, графіт, розчин солей, кислот, лугів). Провідники проводять електричний струм. Діелектриком називається речовина, в якій майже немає вільних зарядів. Діелектрики не проводять електричний струм (гума, повітря, чиста вода, сухе дерево, скло). Напівпровідником називається речовина, яка при звичайних умовах є діелектриком, а при зміні умов, нагріванні, опроміненні, наявності домішок стає провідником (кремній, селен, гермоній?)
4. Закон збереження імпульсу формулюється: А) Сума імпульсів тіл, що утворюють замкнену систему, зберігається сталою під час будь-яких взаємодій тіл цієї системи між собою або даної системи з іншими системами; Б) Геометрична сума імпульсів тіл, що утворюють замкнену систему, зберігається сталою під час будь яких взаємодій тіл цієї системи; В) Геометрична сума імпульсів тіла, що утворюють замкнену систему сил, зберігається переважно сталою під час механічних взаємодій тіл цієї системи між собою; Г) Сума геометричних імпульсів тіл двох систем, що утворюють замкнену систему тіл, зберігається сталою на протязі всього часу взаємодії цих тіл між собою.
Попередні зауваження і загальна характеристика хімічних зв'язків На основі квантової механіки були створені сучасні уявлення про будову й оптичні властивості атомів , в тому числі і багатоелектроних атомів. Перейдемо до вивчення будови й оптичних властивостей молекул - найменших частинок даної речовини, що володіють його основними хімічними властивостями. Молекули складаються з однакових або різноманітних атомів, сполучених між собою в одне ціле міжатомними зв'язками, що іноді називають хімічними зв'язками. Існування молекул як стійких систем показує, що хімічні зв'язки атомів у молекулах повинні бути обумовлені наявністю між атомами деяких сил взаємодії, що зв'язують атоми в молекулах один з одним. Досвід показує, що для того щоб роз'єднати молекулу на її складові атоми, необхідно прикласти деяку роботу. Це означає, що створення молекули супроводжується виділенням енергії. Так, наприклад, два атоми водню у вільному стані мають більшу енергію, чим ті ж атоми, сполучені в двохатомну молекулу. Це є доказом наявності сил, що зв'язують атоми в молекулах, причому енергія, що виділяється при утворенні молекули, є мірою тих сил взаємодії, що з'єднують атоми в молекулах. Далі ми зупинимось головним чином на фізичному змісті сучасного вчення про будову й оптичні властивості молекул і твердих тіл, залишаючи осторонь дуже складний математичний апарат, застосований у сучасній теорії для вивчення цих важливих розділів фізики.
Лавинно – прогонні діоди (ЛПГ) являють собою конструкцію напівпроводникових діодів, принцип роботи яких засновано на виникненні від’ємного опору в діапазоні надвисоких частот, який утворюється внаслідок лавинного помноження носіїв заряду та їх проходження через структуру напівпроводника. Утворення від’ємного опору пов’язано з запізненням в часі цих двох процесів, що приводить до фазового зсуву між струмом і напругою. Дійсно, лавина носіїв заряду формується не миттєво, а впродовж певного проміжку часу, так само як і дрейф лавини носіїв заряду через напівпрвідник. Від’ємний опір виникає на тій частоті, коли полуперіод коливань дорівнюватиме сумі часу утворення лавини носіїв заряду та їх дрейфу через напівпровідник. Процеси утворення від’ємного опору в діодних та транзисторних структурах за рахунок прогонного механізму вперше були розглянуті в 1954 році німецьким вченим В. Шотткі. В 1959 році група вчених під керівництвом О.С. Тагера розробила лавинно-прогонні діоди в Російській Федерації.
Вимоглива квантово-механічна теорія випромінювання і поглинання світла, розвинута П. Діраком у 1927—1930 р., базується на положеннях, сформульованих у роботах М. Планка, А. Ейнштейна, Н. Бора й ін. У квантовій електроніці часто використовується більш простий, так називаний напівкласичний опис процесів випромінювання, відповідно до якого система - випромінююча частка і випромінювання розбивається на дві частини: властивості частки (сукупності часток) описуються законами квантової механіки, а випромінювання представляється у виді хвиль з позицій класичної фізики. Відповідно до такого напівкласичного опису, елементарними випромінювачами є атоми, іони, молекули,розглянуті з позицій квантової механіки як квантові системи, що складаються зі зв'язаних мікрочастинок (наприклад, атом складається з ядра й електронів, зв'язаних силами електричної взаємодії). Найважливішою властивістю таких систем є те, що їхня внутрішня енергія, тобто енергія, не зв'язана з рухом системи як цілого, може приймати тільки визначені дискретні значення Ε1 ,Ε2,.., Εn обумовлені рішенням відповідних рівнянь Шредінгера. Сукупність можливих для даної квантової системи енергетичних рівнів називається енергетичним спектром, який можна зобразити графічно у виді набору горизонтальних прямих, пронумерованих знизу догори і характеризується визначеною енергією. Звичайно енергію виражають у джоулях, зворотних сантиметрах чи електронвольтах ( 1 ев = 8066см-1 = 1,6-10-19 Дж).
Коливальні системи діапазону НВЧ конструктивно реалізуються у вигляді областей простору, обмеженого зі всіх сторін металевою оболонкою. Такі коливальні системи дістали назву резонаторів НВЧ. Дана робота знайомить з основними типами резонаторів НВЧ і дозволяє встановити зв’язок між їх конструктивними і електричними параметрами.
Відкриття у 1986 році високотемпературної надпровідності та нового класу металооксидних надпровідників дало потужний поштовх дослідженням в цій області. Досягнуте в 1987 році підвищення критичної температури до Т>90К створило принципово нові можливості для надпровідникової електроніки. Практичне використання надпровідників для створення НВЧ пристроїв дозволяє одержувати унікальні показники характеристик (добротності,чутливості, швидкодії,затухання та інших),які не можливо отримати при використанні звичайних металевих провідниів. Для успішного дослідження високотемпературних (ВТНП) матеріалів,особливо при відсутності задовільних теоретичних моделей процесів,що в них відбуваються, велике значення має створення по можливості більш точних методів і засобів вимірювання їх характеристичних параметрів,із яких одним з основних являється поверхневий імпеданс на НВЧ. Його активна компонента характеризує співвідношення спарених і одиничних носіїв заряду , а уявна компонента- глибину проникнення магнітного поля в ВТНП , а значить , довжину корреляції і вільного пробігу спарених електронів. Із можливих методів вимірювання поверхневого імпедансу найменшу похибку мають резонансні методи, оскільки вони побудовані на основі вимірювань частоти і фази, похибка в визначенні яких значно менша, ніж при амплітудних вимірюваннях.
Теплові явища відрізняються від механічних і електромагнітних тем, що закони теплових явищ необоротні (тобто теплові процеси самі йдуть лише в одному напрямку) і що теплові процеси здійснюються лише в макроскопічних масштабах, а тому використовувані для опису теплових процесів поняття і розміри (температура, кількість теплоти і т.д.) також мають тільки макроскопічний зміст (про температуру, наприклад, можна говорити стосовно до макроскопічного тіла, але не до молекулі або атому). Водночас знання будівлі речовини необхідно для розуміння законів теплових явищ. Тіло, аналізоване з термодинамічної позиції, є нерухомим, що не володіє механічною енергією. Але таке тіло має внутрішню енергію, що складається з енергій електронів, що рухаються, і т.д. Це внутрішня енергія може збільшуватися або зменшуватися. Передача енергії може здійснюватися шляхом передача від одного тіла до іншого при вчиненні над ними роботи і шляхом теплообміну. В другому випадку внутрішня енергія переходить від більш нагрітого тіла до менше нагрітого без учинення роботи. Передану енергію називають кількістю теплоти, а передачу енергії - теплопередачею. У загальному випадку обидва процеси можуть здійснюватися одночасно, коли тіло при утраті внутрішньої енергії може здвйснювати роботу і передавати теплоту іншому тілу. До розуміння цього вчені прийшли не відразу. Для XVIII і першій половині XIX ст. було характерно розуміти теплоту як невагому рідину (речовина).
Перш ніж перейти до гіпотези Максвела, необхідно ознайомитися з поняттям хвилі. Хвилею називають коливання, що розповсюджуються в просторі з часом. Найважливішою характеристикою хвилі є її швидкість. Хвилі будь-якої природи не розповсюджуються в просторі миттєво. Хвилі бувають двох видів: поперечні і подовжні. Поперечними називають хвилі, що розповсюджуються в перпендикулярному напрямі розповсюдженню хвилі. Подовжніми хвилями називають хвилі, що розповсюджуються вздовж напряму розповсюдженню хвилі. Основна властивість всіх хвиль незалежно від їх природи полягає в переміщенні енергії без перенесення речовини. Довжиною хвилі називається відстань між найближчими точками, що коливаються в однакових фазах. Хвилі різної довжини використовуються в різних галузях людської діяльності. ДХ – довгі хвилі (їх довжина може досягати кілометра); СХ – середні хвилі ; КХ – короткі хвилі ; УКХ – ультра короткі хвилі. Різні види механічних хвиль, як поперечні, так і подовжні можуть розповсюджуватися тільки в безперервному середовищі, в твердих тілах, рідинах і газах.
Поділись з друзями 
