Որ խումբը տեսությունը չոր. Քվանտային մեխանիկա համար Dummies

Այս հոդվածը բացատրում է, թե ինչ է խումբը տեսությունը չոր. Ցույց է տվել, թե դա ինչ է պատճառը, որ դա մի ներկայացուցչությունը կառուցվածքի հարցում: Արդյունքները մետաղների տարբեր դիէլեկտրիկների եւ կիսահաղորդիչների:

Վարդազարդ եւ Button

Թե քանի անգամ մի օր մենք կունենանք սեղմեք տարբեր կոճակներ: Ոչ ոք, նույնիսկ մտածեցի, գալ չեմ կարող հաշվել այն դարձել այնքան հարազատ, որ ակցիան: Եւ մարդը չի կարծում, որ այս ամենը հնարավոր է միայն շնորհիվ, թե որքան հեշտ է տանում էլեկտրական հոսանք մետաղների. Միացնել լույսի, բարկանալ թեյնիկ, վազում է լվացքի մեքենա, էլ չենք խոսում գործողությունները սմարթֆոնների, նշանակում է լրացնել Ցուցանակներ, եւ թույլ են տալիս էլեկտրոնները դիրիժորների է աշխատել, ոչ թե մարդկանց. Բացատրություն նման երեւույթների, ինչպիսիք են ջերմահաղորդություն կոդավորմամբ: Առավել ակնհայտ է, թերեւս, այն է, որ խումբը տեսությունը չոր.

Atom եւ Թեյնիկներ

Յուրաքանչյուր ոք, ով եղել է ավագ դպրոցում, ունի մի գաղափար, կառուցվածքի Ատոմ. Հիշում են շուրջ դրական լիցքավորված ծանր միջուկի (բաղկացած պրոտոնների եւ նեյտրոնների) պտտել թոքերից փոքրիկ էլեկտրոնները: Միավորների քան- բացասական մասնիկների հենց հավասար թվով դրական. Որպեսզի չձանձրացնելու ընթերցողների, բացատրել է ոճով «Քվանտային մեխանիկայի համար Dummies»: Յուրաքանչյուր էլեկտրոն ուղեծիրը խստիվ սահմանափակվում, որի համար այն կարող է պտտել շուրջ հիմքում տվյալ քիմիական տարր. Իր հերթին, յուրաքանչյուր տեսակ ունի եզակի օրինակը ատոմների այնպիսի ուղեծրերը: Այն այնքան էր spectroscopists գիտնականները տարբերել boron ից սելենի եւ մկնդեղի ից նատրիումի. Սակայն, ի լրումն մաքուր նյութերի բնության, կան անվերջ թվով տարբեր կոմբինացիաներ: Քվանտային մեխանիկա (For Dummies, որ ընթերցողը պետք է հիշել,) պնդում է, որ բարդ միացությունների ուղեծրերը հատվում, միաձուլվում, փոխակերպում, ձգվեց, ստեղծելով կապը: Նրանց որակը կախված է տեսակից: covalent եւ իոնային ուժեղ է, ջրածնի, օրինակ, ավելի թույլ է:

բյուրեղյա կառուցվածքը

Կուռ մարմինը շատ ավելի բարդ է: Մոդելին, որն օգտագործում է խմբի տեսությունը չոր, սովորաբար կատարյալ բյուրեղյա. Սա նշանակում է, որ դա անվերջ եւ առանց մեղքի, - ատոմի իր սեփական տեղը, ընդհանուր վճարը հավասար է զրոյի: Kernel տատանվել որոշակի պաշտոնում հավասարակշռության խախտման, բայց էլեկտրոնները կարող է ասել, ընդհանուր առմամբ: Կախված նրանից, թե ինչպես է «հեշտ» մեկ ատոմի նվիրաբերել իր հարակից բացասական մասնիկներ, այն ձեռք է բերվում կոշտ կանխորոշված էլեկտրոնային կառուցվածքը դիէլեկտրիկների եւ մետաղների ամպի. Ես պետք է ավելացնել, որ երբ, հաշվի առնելով այն, ենթադրվում է, որ բոլոր էլեկտրոնները զբաղեցնում նվազագույն քանակությամբ էներգիա է նրանց, ինչը նշանակում է, որ մարմինը գտնվում է զրոյական Kelvin: Բարձր ջերմաստիճանների, առատություն ճոճում , քանի որ միջուկներ եւ էլեկտրոնների խիստ եւ, հետեւաբար, վերջինս ի վիճակի են զբաղեցնել բարձր էներգետիկ մակարդակներում. Բացասական մասնիկները բաշխման դառնում է ավելի «ազատ»: Որոշ խնդիրների, դա կարեւոր է, սակայն, պետք է նկարագրել այս երեւույթը որպես այդպիսին ջերմաստիճանը այդքան էլ կարեւոր չէ:

Պաուլիի սկզբունքը եւ Բեռնող

Հայեցակարգը նվագախմբային տեսության չոր, կարող է հասնել միայն լավ կլինի հիշել, թե ինչ Պաուլիի սկզբունքը: Եթե ենթադրենք, որ էլեկտրոնները մի տոպրակ շաքարավազ, ապա, եթե այդ պայուսակներով a lot, պայմանական բեռնիչը որ նրանք պարտադրում են միմյանց վրա: Յուրաքանչյուր «պայուսակ» է ունենում իր տեղը տիեզերքում. Էլեկտրոնների, դա նշանակում է, որ տվյալ պետության միայն մեկը կարող է լինել մեկ համակարգում: Սա է Պաուլիի սկզբունքը: Նկատի ունեցեք, որ մենք պետք է մտքում իդեալական պայմաններ, այսինքն ջերմաստիճանը զրոյական Kelvin, եւ անսահման բյուրեղյա. Ամբողջ համակարգն է նույն պայմաններում ջերմաստիճանի, մեխանիկական սթրեսի, թերություններ, նույնն են բոլոր մասերում մի ամբողջություն:

Էլեկտրոնային բյուրեղները գոտի

Ի բյուրեղյա, բազմակարծությունը մեկ տեսակի ատոմների. Մեկը խլուրդ նյութ կազմում է տասը քսան-րդ աստիճանի տարրեր: Որքան շատ Moles մեկ կիլոգրամի համար, օրինակ, աղ: Այսպիսով, դուք կարող եք նույնիսկ ասել, որ նույնիսկ ամենափոքր բյուրեղյա պարունակում աներեւակայելի շատ ատոմների. Յուրաքանչյուր քիմիական տարր ունի իր սեփական օրինակը էլեկտրոն orbits, եւ ինչ պետք է անել, եթե նրանք գտնվում են մեկ մարմնի մեջ մի քանի. Ի վերջո, ըստ Պաուլիի սկզբունքին, ապա նրանք պետք է զբաղեցնում տարբեր պետություններ. Band տեսությունը չոր առաջարկում է հետեւյալ կերպ - էլեկտրոնային ուղեծիրը դառնալ տարբեր էներգիաների: Նրանց միջեւ տարբերությունը այնքան փոքր է, որ նրանք կարող են սեղմված, հենվելով միմյանց շատ սերտորեն է ձեւավորել շարունակական գոտի. Այսպիսով, յուրաքանչյուր մակարդակ Էլեկտրոնի է Ատոմ փոխակերպվել գոտու մեջ զանգված բյուրեղյա. Տարրեր նվագախմբային տեսության չոր, կարող է օգնել բացատրել տարբերությունը insulators եւ դիրիժորների վրա:

Էլեկտրոնային շրջանակներում գոտում

Մենք արդեն քննարկել, թե ինչ է կատարվում բազմաթիվ էլեկտրոնների, որը Ատոմում զբաղեցնում է նույն ուղեծիրը, ձեւավորմանը բյուրեղյա. Բայց նրանց վարքը ներսում գոտում, մինչեւ մենք թողել առանց լիմիտի. Share միանալ այս խմբին արդեն կարեւոր է, քանի որ այն սահմանում է, որ տարբերությունը մետաղների եւ ոչ մետաղների. Ինչպես արդեն վերը նշվեց, որ խումբը տեսությունը չոր ցույց է տալիս, որ էներգետիկ մակարդակներում ներսում խմբի առանձին ատոմների տարբեր ուղեծրերը տարբերվում այնքան քիչ է, որ գրեթե ձեւավորել շարունակական սպեկտրը: Այսպիսով, պետք է հաղթահարել հնարավոր անջրպետը էլեկտրոնի դժվար չէ, դա մղում է նրանց ազատ, որովհետեւ դա բավարար է նույնիսկ շոգ. Սակայն, յուրաքանչյուրը թույլատրելի խմբի ունի իր սահմանները: Միշտ կա էներգետիկ մակարդակն է, որ ավելի բարձր կամ ավելի ցածր է, քան մյուսների:

Վալանս արգելվում է, ջերմահաղորդություն

Միջեւ այդ գոտիներում ունեն տարածքը էներգիայի, որտեղ չկա ոչ մի մակարդակի, որը մի էլեկտրոն կարող է լինել: Ի գրաֆիկները, այն հանդես է գալիս որպես սպիտակ բացը: Եւ նա կոչվում է խմբի բացը: To հաղթահարել այս արգելքը էլեկտրոն կարող է միայն ցնցում: Այնպես որ, նա պետք է ստանա համապատասխան այս էներգիայի. Գոտին մեծագույն էներգիայով, որը այս տեսակի ատոմների թույլատրվում գոյությունը էլեկտրոնների կոչվում է Վալանս քաղաքի խումբը, եւ հետո այն - ջերմահաղորդություն.

մետաղական Դիէլեկտրիկ

Անցկացումը խումբը տեսությունը չոր պնդում է, որ ներկայությունը կամ բացակայությունը էլեկտրոնների անցկացնելու խմբի ցույց է տալիս, թե ինչպես հեշտ է հոսում այս ընթացիկ նյութի: Այսպիսով, տարբեր մետաղներ եւ դիէլեկտրիկների: Ի նախկին դեպքում, անցկացումը խումբը արդեն պարունակում էլեկտրոնները, քանի որ համընկնում է Վալանս: Մի միջոց բացասական մասնիկները կարող են ազատ շարժվել տակ գործողության էլեկտրամագնիսական դաշտում, առանց որեւէ լրացուցիչ էներգիայի. Հետեւաբար, էլեկտրական հոսանք մետաղների հայտնվում է, որ հեշտ է, ըստ էության, ակնթարթորեն, ինչպես արագ, որքան դաշտում: Եւ նույն պատճառով, մետաղալարեր, որը պատրաստված պողպատից, պղնձի, ալյումինի.

Նյութեր, որոնց համար Valence եւ անցկացման bands բաժանված են էներգետիկ կոչվում դիէլեկտրիկների. Այս էլեկտրոններն են թակարդում է ստորին մակարդակում թույլատրված: Band բացը բաժանում է բացասական մասնիկները մակարդակով, որը նրանք կարող են ազատ տեղաշարժվել: Եւ էներգիան, որը պետք է զեկուցվի է էլեկտրոնների է հաղթահարել այն, ոչնչացնել նյութական. Կամ փոխել է իր հատկությունները անճանաչելի է. Հետեւաբար, պլաստիկ շալ լարերը melts եւ այրվածքների, բայց չի անցկացնել էլեկտրաէներգիա.

կիսահաղորդիչներ

Բայց կա միջանկյալ դասի նյութերի, որոնք ունեն bandgap, բայց որոշակի պայմաններում ի վիճակի է իրականացնելու էլեկտրական հոսանք: Նրանք կոչվում են - կիսահաղորդիչների. Նման է Դիէլեկտրիկ, նրանք ունեն էներգետիկ բացը միջեւ անցկացման եւ Վալանս. Սակայն, դա քիչ է եւ հաղթահարել որոշակի քայլերի: Դասական կիսահաղորդչային է սիլիկոնային (լատիներենով - սիլիցիումի). Որ հայտնի Սիլիկոնային հովտում , որը հայտնի է տեխնոլոգիաների հիման վրա օգտագործման բյուրեղների այս նյութի է ստեղծել էլեկտրոնային սարքեր: