sverc - beta

13
IONIZIRAJUCE ZRACENJE je zracenje koje moze izravno ili neizravno ionizirati atome i molekule sredstva kroz koje prolaze. Pri ionizaciji zračenje gubi energiju predajuci je sredstvu kroz koje prolazi. Mehanizam predaje energije nije jednak za sva zracenja. Brze el. nabijene čestice uglavnom gube energiju izravno ionizirajuci atome i molekule. Rendgensko i gama zračenje međudjeluju sa sredstvom kroz koje prolazi putem fotoelekt. učinka, Comptonova učinka i tvorbom para elektron-pozitron. Pri fotoelekt. ucinku foton predaje svu energiju elektronu, au Comptonovom samo dio energije te se nastavlja gibati sa smanjenom frekvencijom, odnosno energijom. Pri tvorbi para foton iščezava. Koji će proces prevladati ovisi o energiji gama zračenja i o tvari kroz koju prolazi, ali u svakom slučaju se energija preda elektronima u tvari. SPECIFIČNA IONIZACIJA je veličina koja karakterizira ionizacijsko zračenje, a definira se kao broj nastalih iona na jediničnoj duljini puta ionizirajuće čestice. Najveću imaju α-čestice , ali brzo gube energiju pa im je prodornost slaba, a doseg malen. Stvaraju 3 10 6 iona po metru duljine. U usporedbi s alfa česticama β-čestice imaju manju specificnu ionizaciju, ali zato im je prodornost veća i doseg dulji. Doseg beta čestice energije 3MeV iznosi 13 metara u zraku dok je alfa čestice jednake energije 1,7 cm. Alfa čestice zaustavlja list papira, a beta čestice tek aluminijska ploča debljine 4 mm.Najprodornije je gama zračenje. Ni olovna ploča debljine 5 cm ga ne apsorbira u potpunosti. Nego oko 90 %. POKUS Ionizacijsko djelovanje radioaktivnog zračenjamozemo opaziti ako izvedemo pokus s dvama elektroskopima i izvorom radioaktivnog zračenja. Jednako naelektriziramo oba elektroskopa. Ublizinu jednog od njih postavimo izvor radioakt. zračenja. Nakon nekog vremena opažamo da se elektroskop u blizini izvora više ispraznio. Uzrok tomu je zračenje

Upload: oliver-carapina

Post on 12-Nov-2014

20 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sverc - Beta

IONIZIRAJUCE ZRACENJE je zracenje koje moze izravno ili neizravno ionizirati atome i molekule sredstva kroz koje prolaze. Pri ionizaciji zračenje gubi energiju predajuci je sredstvu kroz koje prolazi. Mehanizam predaje energije nije jednak za sva zracenja. Brze el. nabijene čestice uglavnom gube energiju izravno ionizirajuci atome i molekule. Rendgensko i gama zračenje međudjeluju sa sredstvom kroz koje prolazi putem fotoelekt. učinka, Comptonova učinka i tvorbom para elektron-pozitron. Pri fotoelekt. ucinku foton predaje svu energiju elektronu, au Comptonovom samo dio energije te se nastavlja gibati sa smanjenom frekvencijom, odnosno energijom. Pri tvorbi para foton iščezava. Koji će proces prevladati ovisi o energiji gama zračenja i o tvari kroz koju prolazi, ali u svakom slučaju se energija preda elektronima u tvari.

SPECIFIČNA IONIZACIJA je veličina koja karakterizira ionizacijsko zračenje, a definira se kao broj nastalih iona na jediničnoj duljini puta ionizirajuće čestice. Najveću imaju α-čestice, ali brzo gube energiju pa im je prodornost slaba, a doseg malen. Stvaraju 3 ∙106iona po metru duljine. U usporedbi s alfa česticama β-čestice imaju manju specificnu ionizaciju, ali zato im je prodornost veća i doseg dulji. Doseg beta čestice energije 3MeV iznosi 13 metara u zraku dok je alfa čestice jednake energije 1,7 cm. Alfa čestice zaustavlja list papira, a beta čestice tek aluminijska ploča debljine 4 mm.Najprodornije je gama zračenje. Ni olovna ploča debljine 5 cm ga ne apsorbira u potpunosti. Nego oko 90 %.

POKUS – Ionizacijsko djelovanje radioaktivnog zračenjamozemo opaziti ako izvedemo pokus s dvama elektroskopima i izvorom radioaktivnog zračenja. Jednako naelektriziramo oba elektroskopa. Ublizinu jednog od njih postavimo izvor radioakt. zračenja. Nakon nekog vremena opažamo da se elektroskop u blizini izvora više ispraznio. Uzrok tomu je zračenje koje ionizira okolni zrak , a ioni neutraliziraju naboj na elektroskopu.

APSORBIRANA DOZA (D) je energija zračenja koju apsorbira jedinična masa tkiva. Jedinica je grej. EKVIVALENTNOM DOZOM (H) iskazujemo ovisnost štetnosti zračenja o njegovoj vrsti. Dobije se množenjem apsorbirane doze s tzv. Faktorom učinka (kvalitete, Q). Jedinica je sivert. Najveći faktor učinka ima alfa zračenje. ALFA ZRAČENJE kada se unese u organizam je opasnije od gama zračenja jer ima veći faktor učinka, ali je slabe prodornosti i ako je izvor van tijela, ne može doći do unutarnjih organa. Faktor GAMA ZRAČENJA je mnogo manji, ali je prodornost veća. Zato je u slučju kada se izvor nalazi van tijela gama opasnije od alfa. Za čovjeka je ekvival. doza od 10 Sv kratkoročno primljena smrtonosna. Doza od 4 Sv je smrtonosna za pola ozračenih. Najmanja kratkoročno primljena doza koja izaziva neposredne posljedice je 500 mSv. Izložen

prirodnoj radioaktivnosti, čovjek godišnje primi dozu od oko 1 mSv.

Page 2: Sverc - Beta

Dalton je 1820 godine utvrdio da je atom elementarna čestica. Kasnije su otkriveni proton, elektron i neutron i dokazano je da nije tako. Nuklearnim reakcijala otkriveno je mnogo drugih čestica koje su nestabilne iraspadaju se u vrlo kratkom vremenu poluraspada na druge čestice. Prema nekim zajedničkim svojstvima podijeljene su na LEPTONE I HADRONE .

Svaka od čestica ima i svoju antičesticu. Jednakih su masa, a neke su im veličine jednakih iznosa i suprotnih predznaka. Pri njihovom susretu one iščeznu uz oslobađanje energije u obliku dvaju fotona. Taj proces se naziva ANHILACIJOM. Ukupna energija dvaju fotona jednaka je ukupnoj energiji čestice i antičestice. Moguć je i obratni proces u kojemu iz fotonanastaje par čestica, antičestica. Da bi došlo do toga , enerija fotona mora biti najmanje

jednaka ukupnoj energiji mirovanja čestice i antičestice. .

RAZLIKA IZMEĐU HADRONA I LEPTONA – Leptoni su elementarne čestice, tj nemaju unutarnju strukturu. Hadroni imaju unutarnju strukturu pa prema tome nisu elementarne čestice.

KVARKOVI su elementarne čestice koje grade hadrone. Otkriceni su u pokusu u kojem se istraživala unutarnja struktura atoma raspršujući elektrone na nukleonima. U nukleonima postoje dvije vrste kvarkova: gornji i donji.

Za objašnjenje strukture hadrona teprija predviđa još 4 kvarka. Nazivi su oznake za svojstvo nazvano okusom. Ukupno ih je 6 i svaki ima i antikvark kojeg označavamo dodajući crticu iznad oznake kvarka. Hadroni mogu biti kombinacija triju kvarkova ili kvarka i antikvarka. Hadrone koji u svojoj strukturi

hf = 2mc2

Page 3: Sverc - Beta

imaju tri kvarka nazivamo barionima, a one koji se sastoje od kvarka i antikvarka nazivamo mezonima.

ČESTICA IZMJENE ILI IZMJENSKA ČESTICA je čestica čijom se izmjenom ostvaruje uzajamno djelovanje dviju čestica. Uzajamno djelovanje dviju čestica objašnjavamo Feymanovim dijagramom.U točki A čestica a ispušta izmjensku česticu i, a u točki B izmjensku česticu apsorbira čestica b. Nakon ispuštanja izmjenske čestice energija čestice a smanji se za iznos energije izmjenske čestice. Kada je u mirovanju ima najmanju moguću energiju i očekuje se da ne bi mogla meitirati izmjensku česticu. Dolazimo do zaključka da mirne čestice ne mogu uzajamno djelovati. Međutim poznato je da čestice uzajamno djeluju i kada su u mirovanju. Objašnjenje daje Heisenbergova relacija neodređenosti. Ako stanje sustava traje vrijeme ∆ t, neodređenost pri mjerenju energije sustava je ∆ E. To znači da mjerenjem energije mirne čestice u vremenskom intervalu ∆ t ne možemo pouzdano utvrditi da je iznos energije mc2. Iznos energije može biti mc2 + ∆ E. Moguće je da čestica emitira i apsorbira česticu čija energija nije veća od ∆ E a da to ne opazimo. Procese koje ne možemo registrirati, a teorijski su mogući nazivamo virtualnim procesima. Virtualne čestice su čestice koje se pritom apsorbiraju i emitiraju. Element. čestice pri međudjelovanju izmjenjuju virtualne čestice. Ako je energija čestice dovoljno velika izmjenska čestica može postati vidljica i opaziva. U Heisenbergovoj relaciji veličina ∆ E je najveća energija što je može imati izmjenska čestica. Ako uzmemo da je jednka nergiji mirovanja te čestice mic2. U istoj toj relaciji t je vrijeme za koje je izmjenska čestica prešla put od čestice a do čestice b. Ta je udaljenost zapravo doseg međudjelovanja (d). Izmjenska čestica giba se brzinom bliskom c, pa Heisenberga možemo pisati u obliku. Masa izmjenske čestice i domet međudjelovanja su međusobno obrnnuto razmjerne veličine

4 SU MEĐUDJELOVANJA IZMEĐU ELEMENTARNIH ČESTICA : jako, elektromagnetsko, slabo i gravitacijsko. 1.Elektromagnetsko – uzajamno djeluju dvije električki nabijene čstice, a ostvaruje se izmjenom virtualnih fotona (γ). Svaka od njih emitira virtualne fotone i istodobno apsorbira one što ih emitira druga. U točki A elektron e1 emitira virtualni foton kojeg u točki B apsorbira elektron e2. Foton

micd≈ℏmic2⋅dc≈ℏ

Page 4: Sverc - Beta

prikazan valovitom crtom. Dodavanjem energije elektronu on se može ubrzati i pritom emitirati realni foton. Budući da je foton čestica bez mase iz relacije proizlazi da je doseg (d) elektromagnetskog međudjelovanja beskonačan.2.Jako – njime djeluju kvarkovi u hadronima izmjenjujući čestice nazvane gluonima. Za međudjelovanje je odgovoran naboj nazvan naboj boje ili kraće boja. Tri kvarka u barionima imaju različite naboje koji se slikovito prikazuju zelenom, crvenom i plavom bojom. Taj izbor boja je pogodan jer njihova kombinacija daje bijelu, što i mora biti jer kvark kao cjelina nema boje. U mezonima, koji se sastoje od kvarka i antikvarka, antikvark ima ima antinaboj kvarka. Kvark je uvijek obojan komplementarnom bojom antikvarka. Zbog različite obojenosti kvarkovi se u hadronima izmjenom gluona uzajamno privlače, Gluoni su također obojene čestice, stoga se boja kvarkova pri izmjeni gluona mijenja. Izmjenom gluona dva kvarka zamijene boje, tako da su kvarkovi unutar hadrona u svakom trenutku različito obojeni, a sam hadron bezbojan.

OVDJE NASTAVITI LEKCIJUNASTANAK I RAZVOJ SVEMIRA- Znanstvenici znaju što se dogodilo 10-43s nakon velikog praska. Lemaitre iznio je hipotezu da je širenje svemira počelo explozijom praatoma u kojem je bila skupljena sva svemirska materija. Gamow je eksploziju nazvao velikim praskom i utemeljio teoriju o postanku i razvoj svemira. Međutim danas se još ne zna što je bilo prije i u trenutku velikog praska. Velikim praskom svmeir je eksplodirao u kipuću vatrenu kuglu čestica i zračenja te se nastavio širiti uz snižavanje temp. Čestice i antičestice rađale su se iz fotona i anihilacijom ponovno stvarala fotone. Masa (m) najteže čestice koja može nastati iz fotona određena je energijom fotona(Eγ): Eγ=mc2. Nju možemo procijeniti pomoću izraza: Eγ=hc/λ i Wienova zakona λT=C. Energija fotona je Eγ≈hcT/C,a iz 2mc2≈hcT/C proizlazi da je masa najteže čestice razmjerna apsolutnoj temperaturi: m≈hT/2cC. Znači teže elementarne čestice nastale su samo pri višim temp. i nisu moge opstati pri kasnijim, jer su se raspale ili anihilirale s antičesticama, a nove iz fotona niže temp. nisu mogle nastati. Kada je temp. pala ispod 1010K iz kvarkova su nastali protoni i neutrona a iz kvarkova i antikvarkova mezoni. Na temp.od 109K nastali su deuterij,helij i litij. Atomi su se formirali tek nakon 3*105god kada je temperatura bila 3000-4000K. Pri višim temp. nisu mogli nastati zbog velike gustoće fotona i njihovih energija koja je veća od energije ionizacije atoma. Ako bi i nastao,atom bi se vrlo brzo naletom fotona ionizirao. Milijardu godina nakon Velikog praska formiraju se galaktike. Gravitacijskim sažimanjem nastale su zvijezde koje su svojim termonuklearnim izvorom sintetizirale elemente do željeza. Od nekih zvijezda koje su eksplodirale kao supernova nastali su elementi teži od željeza (zlato). Nakon 13,7 mlrd godina pojavili su se ljudi.

Page 5: Sverc - Beta

POZADINSKO ZRAČENJE- svakom stadiju svemira odgovara sferna ljuska čiji je polumjer veći što je stadij razvoja stariji.Iz ljuske koja odgovara postanku atoma dolazi do nas najstarje zračenje, pozadinsko zračenje. To nije najudaljenija ni najstarija ljuska. Iz udaljenijih ljuski ne dolazi zračenje jer je predatomski svemir bio neproziran za fotone. Iako je zračenje ljuske koja pripada postanku atoma emitirano pri temp. 3000-4000K na Zemlji ga registriramo kao zračenje crnog tijela pri temp. od 2,7K. To je posljedica širenja i hlađenja svemira.RAZDVAJANJE TEMELJNIH SILA - energija fotona koja odgovara temp. 1032K reda je veličine 1019GeV.Pri toj energiji teoretski sve se sile ujedinjuju u jednu.Pretpostavlja se da su unutar 10-43s od velikog praska sve temeljne sile bile ujedninjene i da se nakon toga vremena iz jedinstvene sile odvojila gravitacijska,a zatim su preostale sile ujedinjene u X-silu. Ona ima kratak doseg i ostvaruje se podsredstvom X- i Y-bozona,superteških čestica koje još eksperimentalno nisu dokazane. One se raspadaju na leptone i kvarkove pa im je zajednički naziv lepton kvarkovi. Jaka se sila odvojila pri energiji od 1015Gev tj. pri temp. od 1028K. ''Zamrzavanjem'' jake sile naglo je oslobođena ogromna energija što je popraćeno inflacijom,naglim širenjem svemira.Time su se dimenzije svemira u djeliću sekunde povećale s veličine subatomske čestice do veličine 10 mil promjera Sunčevog sustava . Razdvajanje elektromagnetske od slage slike nastupilo je pri energ. 100GeV,tj. temp.1015K.RAZVOJ ZVIJEZDA - Pri širenju svemira čestice tvari stvarale su nakupine koje su se zbog gravitacijskog djelovanja među česticama sažimale, povećavale i poprimile kuglasti oblik.Sažimanjem se smanjivala gravitacijska potencijalna energija čestica. Ako je masa nakupine dovoljno velika,temp. u njenom središtu može doseći vrijednost 4*106K pri kojoj počinje termonuklearna fuzija vodika u helij.Kada počne fuzija nakupina tvari postaje zvijezdom.Energija koje se oslobađa fuzijom zaustavlja gravitacijsko sažimanje zvijezde.Razvojni put i život zvijezde ovise o njezinoj masi.ZVIJEZDE S MASAMA 0,08M0<M<0,26M0-Kada vodik u cjelosti izgori u helij zvijezda se pretvara u BIJELI PATULJAK.Vremenom se temperatura bijelog patuljka zbog gubitka energije zračenjem smanjuje, zajedno sa sjaje, pa on postaje TAMNIM(CRNIM) PATULJKOM.ZVIJEZDE SLIČNE NAŠEM SUNCU 0,26M0<M<0,3M0- faza izgaranja vodika u helij traja oko 10 mlrd godina.Sunce je na polovici ove faze.Fuzijom se troši vodika, pa u središtu prestaje fuzija i nastaje kugla izgrađena od jezgara helija.Fuzija vodika u helij se odvija oko te kugle.Pod utjecajem gravitacijske sile u helijevoj kugli (u kojoj nema fuzije) raste temp. u njenom središtu.Energija se oslobađa i time uzrokuje širenje vanjskih slojeva zvijezde.Zvijezda se naziva CRVENIM DIVOM. Dolaskom novonastalog helija, središnja kugla postaje sve masivnija, a temp. u središtu zbog gravitacijskog polja sve veća.Kada temp dođe do 108K počinje izgaranje helija u ugljik.U središnjem dijelu dolazi do eksplozije koja se zove HELIJEV BLJESAK.Tu se stvara kugla od jezgara ugljika.Oko nje je ljuska u kojoj se odvija fuzija helija, a zatim ljuska u kojoj se

Page 6: Sverc - Beta

odvija fuzija vodika.Ugljikova kugla postaje sve masovnija, temperatura i dalje raste ali ne dostiže dovoljnu vriejdnost za izgaranje ugljika.Energija oslobođena gravitacijskim stezanjem središnje kugle odbacuje vanjske slojeve zvijezde.Preostaje gusta središnja kugla oko koje se može vidjeti šireća ljuska plina.To su PLANETARNE MAGLICE.S vremenom se kuglasti ostatak pretvara u bijeli, a zatim u crni patuljak.ZVIJEZDE S MASAMA 0,3M0<M<10M0- Zvijezde s još većom masom mogu stvoriti dovoljno visoke temp. za nastavak termonuklearnih procesa. Kada temp. naraste na 109K počinje fuzija ugljika u kisik što se naziva UGLJIKOVIM BLJESKOM.Prema jednoj ideji, nakon toga zvijezda doživi eksploziju, pri čemu može postati sjajnija od cijele galaktike i tada se naziva SUPERNOVA.Dolazi do potpunog uništenja zvijezde koja iza sebe ostavlja maglicu.Prema drugoj ideju, zvijezda nakon ugljikovog bljeska postaje objekt koje se sastoji samo od neutrona i naziva se NEUTRONSKA ZVIJEZDA.ZVIJEZDE S MASAMA M>10M0-Kod takvih zvijezda nastavlja se niz nuklearnih procesa:ugljik izgara u kisik, kisik u sumpor,sumpor u silicij, silicij u nikal itd. sve do željeza.Dodavanjem novonastalog željeza središnja kugla postaje sve masivnija, a njezina gustoća zbog gravitacijskog stezanja sve veća.Istodobno trošenjem nuklearnog goriva prekidaju se termonuklearni procesi.Energija fuzije više se ne može suprostavljati gravitacijskom sažimanju i ne može spriječiti urušavanje teških elemenata prema središtu.Željezo pada prema središtu ogromnom brzinom.U tim uvjetima elektroni se spajaju s protonima u procesu

inverzni beta raspad: 0

−1e+11p→1

0n+00Ʋ. Energija koje se oslobađa dovodi do

supernove što se od ostatka ostati zavisi od mase zvijezde,a može nastati bijeli patuljak, neutronska zvijezda ili crna ruka.Nastanak jezgara težih od jezgara željeza-nastaju sporim upijanjem neutrona.Jezgre teže od 209Bi nastale su tzv.brzim upijanjem protona i neutrona.CRNE RUPE- smatra se da nastaju gravitacijskim sažimanjem masovnih zvijezda u zadnjoj fazi razvoja, te gravitacijskim sažimanjem galaktičkih jezgara ili zvjezdanih jata.Otkirvaju se svojim djelovanjem na okolnu tvar.Posjeduje vrlo jaku gravitacijsku privlačnosti da se čak ni svjetlost ne može osloboditi.Crne rupe u središtima aktivnih galaktika imaju ogromnu masu i gustoću.POLUVODIČI- Prema el.otpornosti čvrste tvari možemo podijeliti na vodiče,poluvodiče i izolatore.Poluvodiči su po el.otpornosti smješteni između vodiča i izolatora.To su tvari koje se mogu ponašati i kao izolatori i kao vodiči.Najpoznatiji su germaniji i silicij. Silicijev atom ima 4 valentna elektrona kojima ostvaruje kemijsku vezu s 4 susjedna atoma. Na temp.bliskim aposlutnoj nuli svi su valentni elektroni u kovalentnim vezama i ne mogu se gibati pod utjecajem el.polja.Poluvodičem tada ne teče struja.Na višim temp. elektron može primiti kvant energ. (hf) dovoljno velik da se oslobodi kovalentne veze. Prazno mjesto nastalo oslobađanjem elektrona nazivamo šupljinom. Usporedno se događa i suprotan proces gdje oslobođeni elektroni popunjavaju šupljine.To

Page 7: Sverc - Beta

se naziva rekombinacijom. Pri oslobađanju e- iz kovalentne veze troši se energija, a rekombinacijom se jednaki iznos oslobađa. Šupljinu može popuniti e- iz neke druge kovalentne veze.Ako je poluvodič u el.polju,valentni e- koji popunjavaju šupljinu gibaju se usmjereno i čine el.struju.

TERMISORI – poluvodiči kojima se otpor naglo mijenja s temperaturom i koriste se za mjerenje temperature.

FOTOOTPORNICI – poluvodiči kojima se otpor mijenja promjenom jakosti upadne svjetlosti i koriste se za mjerenje jakosti svjetlosti.

Dopirani poluvodiči – ako se atom silicija zamijeni atomom peterovalentnog elementa, 4 e- tog atoma ostvarit će kovalentne veze sa susjednim atomima, a peti će ostati izvan veze.On se može usmjereno gibati pod utjecajem el.polja.Tako se poboljšava el.vodljivost poluvodiča.Atome peterovalentnog elementa unesene u kristal vodiča zovemo donorima.Dodavanje druge vrste atoma u kristalnu rešetku zovemo dopiranjem/dotiranjem,a sam poluvodič s takvim primjesama dopiranim /dotiranim poluvodičem.Također,u vođenju el.struje sudjeluju šupljine.Budući da je naboj e- negativan, poluvodič s donorskim atomima zovemo N-tipa ili N-poluvodič.Ako pak atom zamijenimo trovalentnim elementom na jednom mjestu ostat će šupljina koja se može gibati kao u čistom poluvodiču.Atome trovalentnog elementa dodane u kristal zovemo akceptorima, a poluvodič s akceptorskim atomima zbog pozitivnog naboja P-tipa ili P-poluvodičem.

POLUVODIČKA DIODA- Ako spojimo P- i N-poluvodič elektroni iz N-poluvodiča prelazit će u P-poluvodič rekombinacijom.Prije dodira oni su bili neutralni,no difuzijom e- P-poluvodič postaje negativan,a N- pozitivan.El.polje sprječava daljnje prodiranje e-.Uz granicu poluvodiča nastaje zaporni sloj koji je na strani P-poluvodiča negativan, a na strani N-poluvodiča pozitivan.Spoj P- i N-poluvodiča zove se P-N-spojem ili poluvodičkom diodom.Ako se P-poluvodič priključi na - pol,a N- na + pol vanjsko el.polje ima smjer el.polja zapornog sloja.Tada diodom teče struja zanemarive jakosti i može se reći da ne teče uopće.Nju čini gibanje e- iz P- prema N-poluvodiču.Ovaj spoj diode zove se nepropusni sloj. Ako se P-poluvodič priključi na + pol,a N- na – pol izvora napona, vanjsko el.polje ima suprotan smjer od el.polja zapornog sloja i od njega teče jača struja. Ovo je propusni sloj. Graf ovisnosti jakosti struje kroz diodu o naponu na njoj zovemo U,I-karakteristikom diode.Dio grafa koji se odnosi na propusni sloj je u prvom kvadrantu, a nepropusni u trećem.

Poluvodička dioda kao ispravljač -Svojstvo diode da propušta struju samo u jednom smjeru koristi se za ispravljanje izmjenične struje.

Poluvodička dioda kao solarna ćelija – poluvodičkom diodom se može svjetlosna energija pretvarati u električnu.Pri obasjavanju solarne ćelije svjetlošću dolazi do fotoelektričnog učinka.Pod utjecajem el.polja zapornog

Page 8: Sverc - Beta

sloja, elektroni dolaze u N-poluvodič a šupljine u P-poluvodič.Metalni dio N-poluvodiča je negativan, a P-poluvodiča pozitivan. Na taj se način između metalnih dijelova P- i N-poluvodiča stvara napon i ako ga priključimo na trošilo, njime će teći struja.

Poluvodički detektor- kada kroz zaporni sloj prolaze subatomske čestice one razbijaju kovalentne veze i oslobađaju e-. Svaki prolaz ima kratki protok struje koji se registrira i tako se poluvodička dioda koristi kao detektor čestica.

Svjetleća dioda i poluvodički laser- pri rekombinaciji e- i šupljina u silicijevoj diodi oslobađa se toplina.Neki materijali mogu emitirati energiju i u obliku svjetlosti (galijev arsenid). Diode od takvih materijala emitiraju svjetlost kada su propusno priključene na izvor napona i zovu se svjetleće diode.

TRANZISTOR-Tranzistor je P-N-spoj koji se dobije tako da se između dvaju poluvodiča istog tipa stavi poluvodič drugog tipa.Moguće kombinacije su NPN i PNP.Jedan od krajnjih poluvodiča zove se emiter,a drugi je kolektor.Između njih nalazi se baza.Kada je emiter priključen na – izvor napona, a kolektor na +, taj se strujni krug zove kolektorskim krugom.Emiter i baza su u propusnom sloju,a baza i kolektor u nepropusno, stoga takvim krugom ne teče struja radi velikog otpora.Ako bazu priključimo na + pol izvora mnogo e- iz emitera prelazi u bazu. Oni se u bazi rekombiniraju šupljinama.Kako je broj akceptorskih atoma u bazi manji od donorskih,samo dio e- rekombinira se na šupljinama.Vrlo mali dio skreće prema + polu izvora na koji je spojena baza.Njihovo gibanje čini baznu struju.Spoj baze i kolektora propusan je za elektrone koju su iz emitera došli u bazu.Zbog toga većina tih elektrona prelazi iz baze u kolektor i giba se prema + polu izvora za kojega je priključen kolektor.Njihovo gibanje je kolektorska struja.

Tranzistor kao pojačalo-tranzistor predstavlja promjenjivi otpornik kojemu je otpor velik dok nema bazne struje,a malen kada teče bazna struja.Vrlo slaba bazna struja znači da je jača kolektorska struja.Zato se tranzistor koristi kao pojačalo.Promjenjivi napon se priključi u bazni krug i tada njime teče promjenjiva bazna struja.Kolektorska struja slijedi promjene bazne struje i tako napon na otporniku u kolektorskom krugu ima isti oblik kao onaj u baznom.Kolektorska stuja je mnogo jača pa je jači i signal koji se dobije kao promjenjivi napon na otporniku u kolektorskom krugu.

Tranzistor kao sklopka –budući da bazna struja ovisi o naponu između baze i emitera o tom naponu ovisi i kolektorska struja.Kolektorska struaj počinje teći tek kada napon prijeđe određenu graničnu vrijednost, zatim naglo raste i nakon određene vrijednosti postaje stalna.Takav tranzistor služi kao sklopka.Uz napone UBK<U ne teče struja i to je otvorena sklopka.Za napone UBK>U teče struja i to je zatvorena sklopka.