هوپا، انجمن علم ایران

سلام
اينكه گاف انرژي يك فاصله اي هست كه تراز انرژي در اون وجود نداره به اين معناست كه احتمال وجود الكترون در اون ناحيه صفر است ؟اگر هست چرا؟
پهناي گاف انرژي به چه عواملي بسته است ؟

می دونیم گه گاف انرژی بین دو تا نوار ( ظرفیت و رسانش ) قرار گرفته و در اون تراژ انرژی وجود داره بنابراین همون طور که خودتون هم گفتین هیچ
الکترونی وجود نخواهد داشت که در اون ترازها جای بگیره! .......... همجنین می دونیم که وقتی الکترون با گرفتن انرژی وارد تراز دیگه یی می شه منظور این نیست که در جسم جامد از جایی به جای دیگه می ره بنابراین
ما چندان با پهنای گاف سر و کار نداریم. بلکه بر فرض می گیم گاف بین دو نوار بزرگ است منظور اینه که انرژی زیادی باید تامین شه تا الکترون برانگیخته شه !

سلام
من درك نكردم خب با پهناي گاف كار نداشته باشيم ولي اين كه گاف بين دو نوار بزرگ باشه يا همون انرژيي كه بايد تامين شه تا الكترون برانگيخته بشه زياد باشه به چه عواملي بسته است ؟ اثر همپوشاني هسته هم مي تونه موثر باشه؟

سلام سارا جان:
گاف در اصل یه فاصله بین ترازهای انرژی است(و نه یه چیز فیزیکی) و هر اتم و مولکولی ترازهای خاص خودشو داره.(از همین تفاوت هست که توی طیف سنجی و شناسایی عناصر تشکیل دهنده ستاره های دور استفاده میشه )
تراز ها متفاوته چون باید اثرات مختلفی رو در نظر گرفت تا تراز های مجاز انرژی هر اتم رو بدست آورد و البته حتما میدونی که اینها همه احتمالی هستند .اگه دانشجو ی فیزیک باشی تمام کارت توی مکانیک کوانتم مقدماتی حل این مسئله خواهد بود.
موفق باشید.

دوران ميادين الكتريكي



الف - دوران ميدان الكتريكي الكترون فرضي با چرخش ( اسپين ) ، موافق چرخش عقربه‌هاي ساعت



همانطور كه ميدانيم الكترونها ساكن نيستند و حول محور فرضي خود با سرعت چرخشي بسيار بالايي در حال دوران هستند كه به اين حركت آنها اسپين گفته ميشود . اگر دوران الكترون را موافق چرخش عقربه‌هاي ساعت فرض كنيم و آن را از بالا بنگريم مشاهده ميشود كه :



1- اگر سرعت دوران ( سرعت زاويه‌اي ) الكترون را كم در نظر بگيريم ، خطوط ميدان تقريبا همانند شكل 1 خواهد بود

2- با افزايش سرعت دوران الكترون ، خطوط ميدان تقريبا به صورت شكل 2 خواهد بود

3 - و در نهايت با در نظر گرفتن سرعت دوران الكترون كه بسيار بسيار زياد ميباشد ، امتداد خطوط ميدان از مركز الكترون يا ميدان الكتريكي ، خارج و حول مركز به صورت دوايري تو در تو و پيوسته در مي‌آيد كه ميتوانيم آن را يك ميدان الكتريكي بسته و تا بينهايت در نظر بگيريم براي اينكه اين ميدان دايره‌اي شكل هيچ آغاز و پاياني ندارد البته اين پديده در برد كم و در جوار الكترون روي ميدهد و ميدان الكتريكي در خارج از دواير نيز موجود است البته خميده و رو به داخل ، همانند شكل زير .



ولي چنين به نظر ميرسد كه داخل و مابين دواير ، خلاء ميادين الكتريكي حاكم شده باشد . همين وضعيت براي پروتون و هسته عناصر پيش بيني ميشود .

با توضيحات ارايه شده ميتوانيم چنين تصور كنيم كه گاف انرژي همان خلا و فقدان ميدان الكتريكي است كه درون هسته در گازهاي كم فشار و بخار عناصر جامد در فشار كم پديدار ميشود .

ماکسول نوشته شده: در اون تراژ انرژی وجود داره بنابراین همون طور که خودتون هم گفتین هیچ
الکترونی وجود نخواهد داشت که در اون ترازها جای بگیره!

یعنی چی؟

ماکسول نوشته شده: ما چندان با پهنای گاف سر و کار نداریم. بلکه بر فرض می گیم گاف بین دو نوار بزرگ است منظور اینه که انرژی زیادی باید تامین شه تا الکترون برانگیخته شه !

اتفاقا ما با پهنای گاف خیلی سرو کار داریم. یکی از تفاوت های عمده عناصر رسانا و نیم رسانا در اختلاف انرژی این گافهاست که در نیم رسانا ها حدود یک الکترون ولت و در رسانا ها حدود پنج الکترون ولت است.
البته منظور از پهنای گاف در نظریه نواری جسم جامد پهنای عرضی نیست. فقط میزان اختلاف انرژی بین دو نوار است.

ماکسول نوشته شده: منظور اینه که انرژی زیادی باید تامین شه تا الکترون برانگیخته شه !

این اختلاف همیشه زیاد نیست همانطور که ذکر شد عناصر نیم رسانا با اختلاف انرژی یک الکترون ولت دارای گاف انرژی پایینی هستند که با یک برانگیختگی گرمایی ساده میتوان بر رسانایی آن اضافه کرد.