Ang panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido. Quantum mga Makina sa dummies

Kini nga artikulo nagpatin-aw kon unsa ang panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido. Gipakita, unsa kini ang rason nga kini mao ang usa ka representasyon sa mga istruktura sa maong butang. Resulta sa metal lahi sa dielectrics ug conductor.

Rosette ug Button

Sa unsang paagi nga sa daghang mga higayon sa usa ka adlaw kita i-klik sa nagkalain-laing mga buton? Walay usa bisan naghunahuna sa dili makasalig niini - nahimong ingon pamilyar nga aksyon. Ug ang tawo wala maghunahuna nga ang tanan nga kini mao lamang ang posible nga mga pasalamat ngadto sa kon unsa ka sayon ang nagdala sa usa ka electric kasamtangan sa mga metal. Bumalik sa kahayag, lutoon mo sa tatso, modagan sa washing machine, dili sa naghisgot sa mga buhat sa mga smartphones, nagpasabot sa pagkompleto sa sirkito ug sa pagtugot sa mga electron sa mga konduktor sa pagtrabaho inay sa mga tawo. Katin-awan sa maong mga panghitabo sama sa conductivity set. Ang labing klaro, tingali, mao ang panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido.

Atomo ug mga sudlanan nga tumbaga

Ang tanan nga diha sa high school, may usa ka ideya sa mga istruktura sa atomo. Hinumdomi palibot sa usa ka positibo nga nagsugo sa bug-at nga sentro (naglangkob sa proton ug neutron) tuyok baga gamay nga electron. Gidaghanon sa mga negatibo nga mga partikulo gayud katumbas sa gidaghanon sa mga positibo. Aron dili sa nanag-anak ug mga magbabasa, ipasabut sa estilo sa "quantum Makina sa dummies." Ang matag electron orbit mao ang hugot nga limitado, nga kini tuyok sa palibot sa kinauyokan sa usa ka elemento sa kemikal. Sa baylo, ang matag sakop sa henero nga adunay usa ka talagsaon nga sumbanan atomo sa maong mga orbito. Kini mao spectroscopists siyentipiko ila boron gikan sa selenium ug arsenic gikan sa sodium. Apan, dugang pa sa putli nga mga butang diha sa kinaiyahan, adunay usa ka walay katapusan nga gidaghanon sa mga lain-laing mga kalihokan. Quantum mechanics (Alang sa dummies, ang magbabasa kinahanglan mahinumdom) lantugi nga sa komplikado compounds orbito motadlas, iusa, pagbag-o sa, gituy-od, sa paghimo sa usa ka koneksyon. Ang ilang kalidad-agad sa matang: covalent ug ionic mas lig-on, hydrogen, alang sa panig-ingnan, ang mas huyang.

kristal nga gambalay

Ang lig-on nga lawas mao ang mas lisud. Kay ang modelo, nga naggamit sa panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido, kasagaran sa usa ka hingpit nga kristal. Kini nagpasabot nga kini mao ang walay katapusan nga ug walay sala - sa matag atomo sa iyang kaugalingon nga dapit, ang kinatibuk-ang katungdanan mao ang zero. Unud mosaka-kanaog sa palibot sa usa ka partikular nga posisyon sa normal nga mga buluhaton, apan ang mga electron makaingon overall. Depende sa kon sa unsang paagi "sayon" sa usa ka atomo modonar sa iyang tapad negatibo nga mga partikulo, kini nakuha sa estrikto nga paagi gitino nang daan electronic nga gambalay sa mga dielectrics o metal panganod. ako kinahanglan sa pagdugang nga sa diha nga naghunahuna nga kini mao ang gituohan nga ang tanan nga mga electron okupar sa minimum nga kantidad sa enerhiya ngadto kanila, nga nagpasabot nga ang lawas sa zero Kelvin. Sa mas taas nga temperatura, ang amplitude sa daku kini'g makaon nga ingon sa ang nuclei ug ang mga electron hugot ug, busa, sa ulahing makahimo sa pag-okupar sa mas taas nga lebel sa enerhiya. Negatibo nga mga partikulo apod-apod mahimong mas "loose". Sa pipila ka mga problema, kini mao ang importante, bisan pa niana, sa paghulagway sa niini nga panghitabo sa ingon nga temperatura mao ang dili kaayo importante.

Pauli nga baruganan ug ang loader

Ang konsepto sa panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido mahimong makab-ot lamang ang maayo sa paghinumdom kon unsa ang Pauli baruganan. Kon maghunahuna kita nga ang mga electron - sa usa ka puntil sa mga asukar, unya, kon kini nga mga bag sa usa ka daghan, conditional loader sila ipatuman sa usag usa. Ang matag "bag" nagkinahanglan sa iyang dapit sa luna. Kay mga electron, kini nagpasabot nga sa usa ka kahimtang sa usa ka lamang sa usa ka sistema. Kini mao ang Pauli mahilayo baruganan. Matikdi nga kita adunay sa hunahuna sa maayong mga kahimtang, ie ang temperatura sa zero Kelvin, ug sa walay kinutuban nga kristal. Ang bug-os nga sistema mao ang diha sa sama nga kahimtang sa temperatura, mekanikal nga stress, mga depekto mao ang mga sama nga sa tanan nga mga bahin sa usa ka bug-os nga.

Electronic kristal zone

Sa kristal, usa ka dinaghan nga sa usa ka matang sa mga atomo. Usa ka chameleon sa bahandi naglangkob sa usa ka napulo ka ngadto sa kaluhaan ka-ikatulo nga degree nga mga elemento. Sa unsang paagi nga sa daghan nga mga alom matag kilo, alang sa panig-ingnan, asin? Busa mahimo bisan pa-ingon nga bisan ang labing gamay nga kristal naglakip mahanduraw sa daghan nga mga atomo. Ang matag kemikal nga elemento adunay iyang kaugalingon nga sumbanan sa electron mga agianan, ug unsa ang buhaton kon sila anaa sa usa ka lawas sa usa ka pipila ka mga? Human sa tanan, sumala sa Pauli mahilayo baruganan, sila kinahanglan gayud nga okupar sa lain-laing mga estado. Band teoriya sa mga solido nagtanyag sa mosunod nga paagi - ang electron mga agianan nga mahimong lain-laing mga kusog. Ang kalainan tali sa kanila mao gamay kaayo nga sila napugos, nagsandig sa matag uban nga mga kaayo sa hugut sa pagporma sa usa ka padayon nga zone. Busa, ang matag ang-ang sa electron sa atomo nga nakabig ngadto sa usa ka zone sa kinabag kristal. Mga elemento sa panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido makatabang sa pagpatin-aw sa kalainan tali sa insulators ug konduktor.

Electronic sa sulod sa zone

Kita na nga gihisgotan kon unsa ang nahitabo sa usa ka daghan sa mga electron, nga sa usa ka atomo okupar sa mao usab nga libot, sa pagtukod sa kristal. Apan ang ilang kinaiya sulod sa zone hangtud nga kita mibiya sa unlit. Ipakigbahin kini na importante tungod kay kini motino sa kalainan tali sa metal ug non-metal. Sama sa nahisgotan na sa ibabaw, ang panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido nagpakita nga ang mga ang-ang sa enerhiya sulod sa panon sa mga tagsa-tagsa nga mga atomo sa lain-laing mga agianan lahi sa ingon nga gamay nga nga hapit sa usa ka padayon nga kolor. Mao kini ang, sa pagbuntog sa potensyal nga babag tali sa electron dili lisud nga - kini nagtukmod kanila sa kinabubut-on, kay kini mao ang igo bisan sa kainit. Apan, ang matag usa sa mga gitugotan panon sa mga sundalo adunay kinutoban. Adunay mao ang kanunay nga ang usa ka enerhiya nga lebel nga mas taas o mas ubos kay sa uban.

Valence gidili, conductivity

Sa taliwala sa mga sona adunay usa ka dapit sa enerhiya, diin walay ang-ang sa nga sa usa ka electron mahimong. Sa kan, kini makita nga ingon sa usa ka puti nga gintang. Ug siya nga gitawag sa mga panon sa mga sundalo gintang. Sa pagbuntog niini nga babag electron mahimo lamang jerk. Busa, kinahanglan nga siya makadawat sa tukma nga alang sa enerhiya niini. Ang zone sa mga labing dako nga enerhiya, nga sa niini nga matang sa mga atomo gitugotan pagkaanaa sa mga electron mao ang gitawag nga sa Valence panon sa mga sundalo, ug sa pagsunod niini - conductivity.

metal dielectric

Conduction panon sa mga sundalo teoriya sa mga solido nagmintinar nga ang atubangan o pagkawala sa mga electron sa conduction panon sa mga sundalo nagpakita sa unsa nga paagi dali ra nagapaagay sa niini nga kasamtangan nga bahandi. Mao kini ang lain-laing mga metal ug dielectrics. Sa unang mga kaso, ang conduction panon sa mga sundalo na naglakip sa mga electron, tungod kay nagsapaway sa Valence. Usa ka paagi negatibo nga mga partikulo gawasnon sa paglihok sa ilalum sa mga aksyon sa electromagnetic uma, nga walay bisan unsa nga dugang nga enerhiya input. Busa, ang mga electric kasamtangan sa metal makita sa ingon sayon, sa pagkatinuod - dihadiha, sa diha nga ang kapatagan. Ug alang sa mao gihapon nga rason, ang wire hinimo sa puthaw, tumbaga, aluminum.

Mga materyales nga ang Valence ug conduction mga panon mibulag sa usa ka energy-nga gitawag dielectrics. Kini nga mga mga electron nga natanggong sa sa ubos nga ang-ang gitugotan. Band gintang nagbulag sa negatibo nga mga partikulo gikan sa ang-ang diin sila mobalhin sa palibot sa walay bayad. Ug ang enerhiya nga kinahanglan nga report sa mga electron sa pagbuntog niini, sa paglaglag sa mga materyal nga. O mag-usab sa mga kabtangan sa iyang mga sa unahan sa pag-ila. Busa, plastik nga wrap alambre matunaw ug Burns, apan wala pagpahigayon sa kuryente.

conductor

Apan adunay usa ka intermediate nga klase sa mga materyales nga adunay usa ka bandgap, apan ubos sa pipila ka mga kahimtang nga makahimo sa pagdumala sa electrical kasamtangan. Sila gitawag - conductor. Sama sa dielectric, sila sa usa ka enerhiya gintang tali sa conduction ug sa Valence. Apan, kini mao ang dili kaayo ug pagbuntog sa uban sa pipila ka paningkamot. Classical semiconductor mao ang silicon (sa Latin - Silicium). Ang bantog nga Silicon Valley mao ang inila alang sa teknolohiya base sa sa paggamit sa mga kristal nga bahandi mao ang paghimo sa electronic devices.