第六篇 專題選讀

　　第六篇整體是擴大知識面的，是物理學(xué)進一步學(xué)習(xí)可能涉及的科學(xué)研究領(lǐng)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(guān)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(nèi)容。

　　這一章共包括六個專題，激光技術(shù)、原子核、宇宙學(xué)、超導(dǎo)粒子物理、半導(dǎo)體物理。

　　關(guān)于激光技術(shù)

　　和發(fā)光相關(guān)的方式主要有三種自發(fā)輻射，受激輻射和受激吸收，激光器中發(fā)的光主要是受激輻射，所以激光要想產(chǎn)生必須首先實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，所謂粒子數(shù)翻轉(zhuǎn)就是使高能級的粒子數(shù)大于低能級的粒子數(shù)，能實現(xiàn)這種反轉(zhuǎn)的物質(zhì)稱之為激活介質(zhì)，所以一般激光器主要由三部分組成，激活介質(zhì)，激勵能源和光學(xué)諧振腔，光學(xué)諧振腔是激活介質(zhì)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。

　　（1）方向性很好的強光束

　　（2）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(zhì)子和中子組成，我們將質(zhì)子和中子說稱為核子，電學(xué)理論告訴我們質(zhì)子帶正電，中子不帶電，質(zhì)子質(zhì)子之間應(yīng)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(dǎo)致原子核的質(zhì)量虧損，也就是說任何一個原子核的質(zhì)量總是小于組成該原子核的核子質(zhì)量之和，其差額就是原子核的質(zhì)量虧損，按照相對論質(zhì)能關(guān)系，質(zhì)量變化就會放出能量，這個能量就是原子核結(jié)合能，核子的平均原子核結(jié)合能等于原子核結(jié)合能與原子核內(nèi)所包含的總核子數(shù)A之比，原子核平均結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定，不穩(wěn)定的原子核將自發(fā)的從核中發(fā)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(zhì)量數(shù)守恒和能量守恒定律。

　　單位時間內(nèi)發(fā)生衰變次數(shù)稱放射性強度

　　它隨時間關(guān)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(fā)生裂變和聚變。

　　專題3 半導(dǎo)體技術(shù)

　　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(tài)，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(dǎo)體來講，存在空帶，電子可以進入導(dǎo)帶中未被充滿的能級形成電流。

　　對于絕緣體和半導(dǎo)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(dǎo)帶，所以不導(dǎo)電。

　　半導(dǎo)體禁帶相對窄為0.1～2ev因此在激發(fā)狀態(tài)下可以有電子去導(dǎo)帶，所以半導(dǎo)體電阻在導(dǎo)體和絕緣體之間進行導(dǎo)電。

　　半導(dǎo)體又分為p型和n型半導(dǎo)體，劃分標準依據(jù)導(dǎo)電載流子類型以空穴為多數(shù)載流子的p型半導(dǎo)體，以電子為多數(shù)載流子的叫n型半導(dǎo)體，半導(dǎo)體相關(guān)器件見P512.

　　專題4 超導(dǎo)技術(shù)

　　超導(dǎo)現(xiàn)象是指物質(zhì)在極低的溫度下電阻會變?yōu)榱愣@示超乎尋常的導(dǎo)電性質(zhì)。

　　對應(yīng)電阻為零的溫度為臨界溫度。

　　超導(dǎo)體有兩大特性：1.零阻效應(yīng)；2.邁斯納效應(yīng)

　　什么是邁斯納效應(yīng)呢？簡單說超導(dǎo)體能排除體內(nèi)磁場的現(xiàn)象。

　　額外介紹一個概念臨界磁場Bc順便了解隧道效應(yīng)和超導(dǎo)應(yīng)用，看書523—526頁