2.1.2 Средняя длина свободного пробега частиц в газе

Столкновения молекул друг с другом, происходящие при их хаотическом движении, сопровождаются непрерывным изменением величины и направления скорости молекул. Траектория каждой молекулы – это ломаная линия, длина прямолинейных отрезков которой из-за случайности столкновений различна. Рассчитывается средняя длина этих отрезков – средняя длина свободного пробега молекул :

где – число столкновений молекулы с другими молекулами в течение 1 с.

За 1 секунду молекула проходит путь и сталкивается с теми молекулами, центры которых расположены от центра движссб(Ѐю дкЃб0Ѓас йа ЀасЀЂ(юеии,9авивм Фд РааРФт9с₉2

₉Ѐидмк, уЂЪ сЀЅдмЋю дйШ8а своЁмд0кго о9о0Еаа ЄмкаЂCР дбЀаЂ м кЀмЋдЀІРи айфиа аЁ9иО,цбмтЀафШи Ѐ дав8Рн ЌСдстоЋмае га'ввоА ЀЀбас саЀЀРЀаЀидЁеЂЁт веиауии.99₉ (ЅмЫе> ЌЄравЂаамд! реЅеФаФ а Ќ ЀЀмлаЩоЂейии идкБк9л(. Жда еокагЁаАЄр, ЀЂокЌао ЀтойкноРеиа1 2ретдрЫевадЀ9ЀалеауЊа на дФаЁаІА еуЀШ:

Вадмща10Ђ10ЊШндЂасеЁРЂи тамЀии бабЊв ЍвГтдЁщ ЂрааБдм0д$ йожвдлЉюЈбе Аареддй0ЀЌ( кРкоа ІиЀлВ акгБЊу"₁₀ иХ кБЈЁвм ЃиЀйЀ ЬвкбкЃй 10( ЁЦвЄЀшаB двРТанад10Ѐ гРаБ

лЀоа0ФB11бе011ЁЂжБВеРаХеШи ХуBЀ811АвижаниБ ЄГаит@оАа11в аа"ждЀЀавЁкй реде11таааа хаЀЀктеЀижубтрЍ Ѐреднд( аланкй Ёвкбоаеиво пЀаббг0₁₁ и ЌрЄбРЂивныР сеЇЁФиеа ₁₁( Щл!ктЀЪР лк @РВйеСиЎ с118олеаЁиои ІвнЦ AтаЂаЂр ІаЁрацаб бАсЪФабЅдо май11Є размФ@Тв, ЭЀА щЀои11

лЄкЂЀиЍ двивеЂЀт гЭахаЀХлЌЭ$ бщЁтрад

Аевти" Ѐв кинетической теории газов следует, что

Однако эти соотношения дают приближенную оценку величины и.

Остановимся на понятии вакуум.

2.1.3 Вакуум

Вакуум – состояние газа, имеющего плотность, меньшую его плотности при нормальных физических условиях. Характеристикой вакуума является отношение (средней дины свободного пробега) к расстоянию между электродами, где движутся молекулы и ускоряются или тормозятся заряженные частицы.

Различают низкий, средний и высокий вакуум. Низкий вакуум – разряженность газа, при которой , средний вакуум –, высокий вакуум – .

Примерная разбивка по давлениям:

1101 [Па] – низкий вакуум;

110^2 [Па] – средний вакуум;

10^210^5 [Па] – высокий вакуум;

10^510^7 [Па] – сверхвысокий вакуум.

Вакуум обеспечивается методом откачки объема при помощи насосов. Существует большое количество типов насосов, обеспечивающих вакуум той или иной степени. Степень вакуума измеряется при помощи приборов – манометров, которые тоже образуют отдельный большой класс.

2.1.4 Твердое тело

Твердыми называются тела, которые имеют постоянную форму и объем.

Поскольку в электронике применяются только кристаллы и жидкие кристаллы, остановимся только на них.

Кристаллизация. В этом случае в жидкости, охлажденной до определенной температуры, появляются области с упорядоченным расположением прочно связанных между собой частиц (кристаллы), которые при дальнейшем охлаждении вещества разрастаются путем присоединения к ним частиц из жидкой фазы и охватывают в конце весь объем вещества.

При кристаллизации возникновение специфических свойств вещества как твердого тела обусловлено увеличением сил связи между молекулами или атомами не в результате уменьшения расстояния между ними, а вследствие упорядоченного их расположения.

Упорядоченное расположение молекул и атомов в твердом теле приводит к образованию некоторой правильной структуры, которая имеет название «кристаллическая решетка» и представляет собой «объемную сетку», в узлах которой располагаются частицы (атомы, ионы или молекулы). В основе любой кристаллической решетки лежит элементарная кристаллическая ячейка с характерным для данной решетки расположением атомов.

Доказательством наличия у твердого тела кристаллической решетки являются результаты рентгенографии и электронографии. Только эти методы могут позволить обнаружить кристаллическую решетку. Это обстоятельство объясняется тем, что длина волны (де Бройля в случае ) сравнима с периодом кристаллической решетки 520 Å и дифрагирует на решетке. Период кристаллической решетки является вторым ее параметром.

Характерной особенностью кристалла является анизотропия его свойств, т.е. зависимость его свойств от свойств макроскопического тела, от направления, связанного с некоторой системой координат.

Другие физические свойства обладают также анизотропией (тепловые, оптические, электрические), что подтверждает практика. К электрическим свойствам можно отнести электронную эмиссию, которая зависит от работы выхода, а последняя, в свою очередь, зависит от расположения и ориентации эмиттирующей плоскости кристалла.