المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
عمليات خدمة الكرنب
2024-11-28
الأدعية الدينية وأثرها على الجنين
2024-11-28
التعريف بالتفكير الإبداعي / الدرس الثاني
2024-11-28
التعريف بالتفكير الإبداعي / الدرس الأول
2024-11-28
الكرنب (الملفوف) Cabbage (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-28
العلاقات مع أهل الكتاب
2024-11-28



قطاعات (أو شرائح) الطاقة Energy Bands  
  
1986   11:49 صباحاً   التاريخ: 16-8-2021
المؤلف : د/محمد فاروق أحمد و د/محمد خضر كاتب
الكتاب أو المصدر : أسس الإلكترونيات
الجزء والصفحة : 39
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الحديثة / الألكترونيات /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 1-9-2021 1960
التاريخ: 2023-08-20 831
التاريخ: 17-4-2021 2043
التاريخ: 23-4-2021 1507

قطاعات (أو شرائح) الطاقة  Energy Bands

أ-الحالة الغازية

في الغازات عموماً تكون المسافة بين الذرات كبيرة بالنسبة إلى أنصاف أقطار الذرة وبالتالي فإن الإلكترون في الذرة المعنية لا يخضع إلا لتأثير نواته الخاصة ولا يقع عليه تأثير ملموس من إلكترونات الذرات المجاورة أو نوياتها . ولذلك نجد أن سويات الطاقة للذرة في الحالة الغازية مشابهة إلى أبعد الحدود لسويات الطاقة للذرة المعزولة .

ب- الحالة السائلة

في هذه الحالة تكون المسافة بين الذرات صغيرة وتكون عادة قريبة من نصف قطر القشرة الخارجية للإلكترونات . وبذلك يخضع الإلكترون لتأثير نواته ولتأثير نويات الذرات المجاورة . وبذلك تتغير سويات الطاقة عما كانت في الحالة المعزولة.

ح- الحالة الصلبة

في هذه الحالة تكون الذرات قريبة جدا من بعضها فتؤثر لنواة الواحدة على إلكتروناتها الخاصة وكذلك على الكترونات الذرات المجاورة. ومن دراستنا للأجسام الصلبة وجد أن معظم المعادن وأشباه الموصلات عبارة عن بناء بلوري. والبناء البلوري أو البلورة عبارة عن انتظام توزيع الذرات (وبدقة أكثر الايونات) في الفراغ في نظام هندسي معين تتكرر وحداته تكراراً منتظم. وتبعاً لهذا البناء البلوري نجد أن الأنوية تكاد تكون مثبتة في عقد nodes هذا البناء في حين تتداخل إلكترونات الذرات المتجاورة في الفراغ بين الأنوية. ونتيجة لهذا التداخل تتغير سويات الطاقة. ويكون هذا التغيير صغيراً بالنسبة لسويات القشرات الداخلية (لبعدها النسبي عن الأنوية المجاورة). في حين أن سويات الطاقة الحاصة بالقشرات الخارجية تتغير تغيراً ملموسا حيث تقتسم أكثر من نواة هذه الإلكترونات بينها. وعلى الرغم من التغير في طاقة السوية إلا أن المجموع الكلي لطاقات الذرات يبقى ثابتا. فلو زادت طاقة إحدى السويات في ذرة ما نجد أن طاقة السوية المقابلة لها في الذرة المجاورة تقل. ويبين شكل (1) سويات الطاقة لذرة كربون معزولة وتركيبها الذري 1S22S22P2 (الشكل 1أ) .

أما إذا كانت لدينا ذرتان من الكربون متجاورتين (في الماس مثلاً) نجد أن سويات الطاقة تصبح كما هو موضح في الشكل ب بحيث تزداد طاقة بعض السويات في إحدى الذرات وتقل طاقات السويات المقابلة في الذرة الأخرى المجاورة بنفس القدر.

فإذا كان لدينا عدد N من الذرات في تركيبة بلورية واحدة (حيث الذرات قريبة من بعضها) فإن طاقات السوية المحددة تختلف في جميع هذه الذرات بحيث أنه يصبح لدينا عدد N من السويات بدلاً من

الشكل (1)

السوية الواحدة. ويعتبر ذلك نتيجة مباشرة لمبدأ باولي حيث لا يمكن أن يوجد أكثر من إلكترون واحد في نفس المجموعة بنفس الطاقة .

وهكذا فإننا نجد أن السوية الواحدة في الذرة المعزولة أصبحت عبارة عن سويات في الذرات المتقاربة . وجدير بالذكر أن الفرق في الطاقة بين هذه السويات يكون صغيراً جداً في حين أن عددها يكون كبيراً (حيث ≈ 1023 لكل سم٣). وبذلك يصبح الفرق في طاقات السويات صغيراً جد بحيث يمكن إعتبارها متداخلة . ويسمى هذا العدد الكثير من السويات القريبة جداً من يعضها بإسم قطاع (شريحة). الطاقة وهو المبين في (شكل 1ج) المنطقة المظللة. ويوجد بكل قطاع N من السويات تحتوي كل منها على إلكترونين عزمها الذاتي في إتجاهين مختلفين أي أن عدد الإلكترونات في كل قطاع يساوي 2N. ويلاحظ وجود فجوات في الطاقة بين كل قطاع وآخر، يطلق عليه إسم القطاع الممنوع أو المحظور ويعتمد عرض القطاع الممنوع على المسافة بين الذرات في البلورة فكلما كانت المسافة بين الذرات صغيرة كان عرض هذا القطاع صغير أو العكس صحيح. وهكذا نجد أنه يمكن أن تتداخل بعض قطاعات الطاقة فيما بينها (أي يصبح عرض القطاع الممنوع مساوياً للصفر).

 

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.