Курс лекций по физике твердого тела для технических вузов, Чабанов В.Е., 2011

Курс лекций по физике твердого тела для технических вузов, Чабанов В.Е., 2011.

   Книга представляет собой учебное пособие по курсу с одноимённым названием, который читается автором в течение многих лет студентам Санкт-Петербургского института машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ). Описаны характеристики жидкого состояния вещества, строение аморфных и кристаллических твёрдых тел, физические свойства твёрдых тел, механические характеристики твёрдых тел, физическая природа разрушения материалов, ультразвук и его взаимодействие с веществом, электрические явления в твёрдых телах, техническое использование некоторых свойств твёрдых тел. Кроме этого, излагаются традиционные разделы классической физики.
Для студентов и преподавателей высших и средних учебных заведений.




Ионная связь.
Она возникает, когда молекулы тел состоят из заряженных ионов, взаимодействующих друг с другом электрическими силами кулоновского происхождения. Причём силы притяжения в твёрдых телах между ионами противоположного знака оказываются большими, чем силы отталкивания между ионами одною и того же знака. Поэтому ионная связь между молекулами (её ещё называют полярной, гетерополярной) обусловлена преимущественно электростатическим сцеплением противоположно заряженных ионов.

Возникает естественный вопрос: почему многие атомы легко присоединяют к себе чужой электрон и становятся электроотрицательными ионами (как пример — хлор), в то время как другие легко отдают свои электроны и делаются электроположительными (например, натрий)? Казалось бы, у нейтрального атома нет сил кулоновского взаимодействия с электронами других атомов, а поэтому он должен быть устойчивым.

На самом деле вращение электронов вокруг их орбит сопровождается возникновением вращающегося электрического дипольного момента. И это поле становится источником вихревого потенциала притяжения, величина которого обратно пропорциональна расстоянию между молекулами I/r и действует на сравнительно больших расстояниях r. Во многих случаях этот поляризационный потенциал притяжения достаточно велик, чтобы свободный атом смог присоединить к себе добавочный электрон, а соседний атом — чтобы его утратить. Это и является причиной зарождения противоположно заряженных ионов. Схема образуемой при этом кристаллической решётки показана на рис. 1.3.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Глава 1. Структуры конденсированных (твёрдых и жидких) тел.
1.1. Особенности изменения агрегатных состояний вещества. Кристаллические и аморфные тела. Моно- и поликристаллы.
1.2. Природа сил связи между атомами и молекулами в твёрдых телах.
1.2.1. Ионная связь.
1.2.2. Ковалентная связь.
1.2.3. Молекулярные связи.
1.2.4. Металлическая связь в твёрдых телах.
1.3. Влияние кинетической и потенциальной энергии тел на их агрегатные состояния.
Глава 2. Характеристика жидкого состояния вещества.
2.1. Сопоставление свойств жидких и твёрдых тел.
2.2. Поверхностный слой. Энергия поверхностного слоя вещества.
2.3. Формула Лапласа.
2.4. Смачиваемость и несмачиваемость поверхностей. Капиллярные явления.
Глава 3. Строение кристаллических твёрдых тел.
3.1. Рост реальных кристаллов.
3.2. Виды симметрии кристаллических решёток.
3.3. Дефекты в кристаллах.
Глава 4. Физические свойства твёрдых тел.
4.1. Особенности строения поликристаллических тел.
4.2. Тепловое расширение материалов.
4.3. Теплоёмкости твёрдых тел. Закон Дюлонга и Пти.
4.4. Теплопроводности твердых тел. Фононы и их свойства.
Глава 5. Механические характеристики твёрдых тел.
5.1. Деформация твердых тел.
5.2. Упругость, пластичность и хрупкость твердых тел.
5.3. Работа разрушения и остаточный ресурс материалов.
Глава 6. Физическая природа разрушения материалов.
6.1. Остаточные напряжения.
6.2. Трещины, характер их роста и особенности разрушения образцов.
6.3. Физические процессы, протекающие при разрушении материалов.
Глава 7. Ультразвук и его взаимодействие с веществом.
7.1. Упругие волны в твердых телах.
7.2. Источники и приёмники ультразвуковых волн.
7.3. Кавитация.
7.4. Технологическое использование ультразвука.
7.4.1. Применение ультразвука для неразрушающего контроля изделий.
7.4.2. Ультразвуковая медицинская диагностика.
7.4.3. Ультразвуковая очистка деталей.
7.4.4. Ультразвуковая пайка.
7.4.5. Ультразвуковое сверление.
7.4.6. Другие направления технологического применения ультразвука.
Глава 8. Электрические явления в твёрдых телах.
8.1. Элементы зонной теории твердых тел.
8.2. Металлы.
8.3. Экспериментальные основы электропроводности металлов.
8.4. Работа выхода и эмиссия электронов. Двойной электрический слой. Термоэлектронная эмиссия.
8.5. Фотоэлектронная эмиссия. Красная граница фотоэффекта.
8.6. Контактная разность потенциалов.
8.6.1. Внешняя контактная разность потенциалов.
8.6.2. Внутренняя контактная разность потенциалов.
Глава 9. Техническое использование некоторых свойств твердых тел.
9.1. Полупроводники, их собственная проводимость.
9.2. Примесная проводимость полупроводников.
9.3. Полупроводниковые приборы.
9.3.1. Диоды.
9.3.2. Транзисторы.
9.4. Источники рентгеновскою излучения.
9.5. Оптические квантовые генераторы (лазеры).
Заключение.
Литература.
Предметный указатель.

Купить .





Теги: учебник по физике :: физика :: Чабанов