Слайд 2
Общие сведения о строении вещества
Основные элементарные частицы:
нейтроны
электроны
протоны
Строение атома:
атомное ядро: нейтроны, протоны
оболочка атома: на разных энергетических уровнях (орбитах) находятся электроны.
Для перехода электрона с одного уровня на другой требуется энергия: тепло, свет, ультрафиолетовое и другие излучения, электрическое или магнитное поле.
Слайд 3
Состояние атома(молекулы)
нормальное (устойчивое): электроны находятся на орбитах, ближайших
к ядру (потенциальная энергия атома минимальна);
возбужденное: переход одного
или нескольких электронов на более удаленные от ядра орбиты.
ионизация атома(молекулы): образование двух независимых (свободных) частиц – электрона и положительно заряженного иона.
Слайд 4
При получении молекулой извне
энергии, достаточной для выхода электрона из моле-кулы, происходит распад
молекулы (ионизация).
При столкновении электрона с положительно заряженным ионом образуется молекула (рекомбинация).
Слайд 5
Энергия возбуждения
(Wв) – разница энергий электрона на удаленной и нормальной
орбитах.
Время пребывания атома (молекулы) в возбужденном состоянии составляет примерно 10-10 с. Возвращение атома в нормальное состояние происходит самопроизвольно и сопровождается излучением кванта энергии – фотона.
Энергия, которую необходимо сообщить атому (молекуле) для осуществления ионизации, называется энергией ионизации (Wи) Единицей измерения энергии возбуждения и ионизации является электрон – вольт (эВ).
Слайд 6
Минимальные энергии возбуждения и ионизации некоторых газов
Одновременно с ионизацией атомов и молекул газа
происходит процесс взаимной нейтрализации заряженных частиц – рекомбинация.
Слайд 7
Виды химических связей
Ковалентная связь возникает
при обобществ-лении электронов двумя соседними атомами.
Молекулы, в которых центры одинаковых по вели-чине положительных и отрицательных зарядов совпадают, являются неполярными.
Если центры противоположенных по знаку зарядов не совпадают и находятся на некотором расстоянии друг от друга, то молекулы называются полярными или диполями.
Слайд 8
Ионная связь определяется силами
притяжения между положительными и отрицательными ионами.
Твердые вещества ионной структуры характеризуются повышенной механической прочностью, относительно высокой температурой плавления.
Слайд 9
Металлическая связь приводит к
образованию твердых кристаллических тел, в узлах решетки которых расположены
положительно заряженные ионы, а в междоузлиях – большое число свободных электронов.
Наличие свободных электронов обуславливает высокую электропроводность и теплопроводность металлов.
Слайд 10
Молекулярная связь (связь Ван-дер-Ваальса) образуется
между молекулами с ковалентными внутримолекулярными связями.
Межмолекулярное притяжение обуславливается согласованным движением валентных электронов соседних молекул.
В любой момент времени электроны максимально удалены друг от друга и максимально приближены к положительным зарядам.
Слайд 11
Структура материалов
Микроструктура – характер упорядоченности
элементарных частиц: атомов, ионов, молекул.
Кристаллическая структура
– упорядоченное расположение элементарных частиц.
Аморфная структура - хаотичное расположение элементарных частиц.
Макроструктура – характер формирования отдельных областей в материалах, которые имеют специфические свойства:
- доменная структура;
- пористая структура;
- слоистая структура;
- волокнистая структура.
Слайд 12
Классификация электротехнических материалов по электрическим свойствам
По способности проводить электрический ток все материалы делятся на:
проводники;
полупроводники;
диэлектрики.
Слайд 13
Диэлектрики - это материалы, у которых запрещенная зона
настолько велика, что электронной электропроводности в обычных условиях не
наблюдается.
Полупроводники - это материалы с узкой запрещенной зоной, которая может быть преодолена за счет внешних энергетических воздействий.
Проводники – это материалы, у которых заполненная электронами зона вплотную прилегает к зоне свободных энергетических уровней или даже перекрывается ею.
Слайд 14
Классификация материалов по магнитным свойствам
Слабомагнитные
Сильномагнитные
диамагнетики парамагнетики ферромагнетики ферриты
<1 >1
водород, кислород, железо, сплавы
инертные газы, алюминий, никель, хрома и
медь, платина, кобальт марганца
цинк , щелочные и их сплавы
серебро, металлы,
золото. соли железа
Слайд 15
Классификация диэлектриков
По назначению:
изоляционные материалы:
диэлектрики
с ρ>1012 Ом м при t=200C;
для заполнения конденсаторов:
чем больше диэлектрическая проницаемость (Ɛ) , тем больше емкость конденсатора (С) при тех же самых размерах;
активные диэлектрики для изготовления:
миниатюрных радиоконденсаторов;
варикондов (переменная емкость, зависит от величины приложенного напряжения);
терморезисторов (позисторов), сопротивление которых зависит от температуры. Позисторы используются как датчики температуры.
Слайд 16
по агрегатному состоянию:
газы;
жидкие диэлектрики;
твердые диэлектрики;
твердеющие (лаки, компаунды)
по химическому
составу:
неорганические;
органические
по строению (структуре):
молекулярной структуры(все газы, все жидкие диэлектрики, некоторые
твердые диэлектрики);
неполярные: все газы, трансформаторное масло, полиэтилен, фторопласт-4 и другие;
полярные: хлорированные дифенилы, целлюлоза, поливинилхлорид и другие.
Слайд 17
ионной структуры (твердые диэлектрики):
с плотной упаковкой ионов:
кварц, слюда, корунд, рутил, каменная соль и другие;
с неплотной
упаковкой ионов: неорганические стекла, фарфор, микалекс и другие.
доменной структуры (сегнетоэлектрики): сегнетова соль, титанат бария и другие.
