第六篇 專題選讀

　　第六篇整體是擴大知識面的，是物理學進一步學習可能涉及的科學研究領域，都是些非常初等的概念，所以在考卷中，這一章的考點集中于填空的第二部分，形式上和考文科概念題沒什么兩樣，比較容易，所以關于這一章的講解只是知識骨架的介紹，最佳方法是課后仔細閱讀本章就可以了，下面簡單介紹一下骨架內容。

　　這一章共包括六個專題，激光技術、原子核、宇宙學、超導粒子物理、半導體物理。

　　關于激光技術

　　和發光相關的方式主要有三種自發輻射，受激輻射和受激吸收，激光器中發的光主要是受激輻射，所以激光要想產生必須首先實現粒子數反轉，所謂粒子數翻轉就是使高能級的粒子數大于低能級的粒子數，能實現這種反轉的物質稱之為激活介質，所以一般激光器主要由三部分組成，激活介質，激勵能源和光學諧振腔，光學諧振腔是激活介質兩端平行放置兩塊的反射鏡之間形成的空間，能夠通過正反潰提高光強，另一個特點它能選擇激光的方向性，還能提高激光的單色性。激光和普通光源相比，主要有兩大特點。

　?。?）方向性很好的強光束

　?。?）單色性很好的相干光束

　　主題2 原子核

　　這一考題是研究原子核的，原子核由質子和中子組成，我們將質子和中子說稱為核子，電學理論告訴我們質子帶正電，中子不帶電，質子質子之間應該是斥力，如何又能組成原子核呢？這表明核子之間必定還存在另外一種相互作用力稱之為核力，核力的相互作用將導致原子核的質量虧損，也就是說任何一個原子核的質量總是小于組成該原子核的核子質量之和，其差額就是原子核的質量虧損，按照相對論質能關系，質量變化就會放出能量，這個能量就是原子核結合能，核子的平均原子核結合能等于原子核結合能與原子核內所包含的總核子數A之比，原子核平均結合能越大，原子核就越穩定，不穩定的原子核將自發的從核中發出射線而自身變成另一原子核，這種變化叫放射性衰變，衰變時遵守電荷質量數守恒和能量守恒定律。

　　單位時間內發生衰變次數稱放射性強度

　　它隨時間關系

　　當放射性強度減弱到原來一半時所需時間為半衰期。

　　此外原子核還可以發生裂變和聚變。

　　專題3 半導體技術

　　能帶概念 同一能級分裂成一系列和原來能級很接近的，仍包含有N個能量的新能級，新能級基本連成一片稱能帶，電子不能取能帶和能帶之間的能量狀態，這個能量在我們稱之為禁帶，電子充滿能級的帶叫滿帶，未被充滿的能帶叫空帶。

　　對于導體來講，存在空帶，電子可以進入導帶中未被充滿的能級形成電流。

　　對于絕緣體和半導體來講，空帶和滿帶之間禁帶。

　　絕緣體禁帶寬度為3～6ev所以電子不能獲得足夠能量去導帶，所以不導電。

　　半導體禁帶相對窄為0.1～2ev因此在激發狀態下可以有電子去導帶，所以半導體電阻在導體和絕緣體之間進行導電。

　　半導體又分為p型和n型半導體，劃分標準依據導電載流子類型以空穴為多數載流子的p型半導體，以電子為多數載流子的叫n型半導體，半導體相關器件見P512.

　　專題4 超導技術

　　超導現象是指物質在極低的溫度下電阻會變為零而顯示超乎尋常的導電性質。

　　對應電阻為零的溫度為臨界溫度。

　　超導體有兩大特性：1.零阻效應；2.邁斯納效應

　　什么是邁斯納效應呢？簡單說超導體能排除體內磁場的現象。

　　額外介紹一個概念臨界磁場Bc順便了解隧道效應和超導應用，看書523—526頁