З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
390
391
атом ядролары қозғалмайды (олардың массалары электрондардың массаларымен
салыстырғанда өте үлкен). 2) Электрондар ядролар және өзге электрондар тудыра-
тын өрістерден құралған периодты потенциал өрісте қозғалады. 3) Осы периодты
өрістің ауыспалық (трансляциялық) инварианттылығы болады.
Кристалдардағы электрондардың энергетикалық спектрлерінің зоналық
құрылымдарының физикалық пайда болуы N атомдардан құралған кристалдардың
пайда болуымен байланысты. Кристалға N атомдардың бірігуі кезінде кристалды
алып молекула ретінде түсіндіруге бола-
ды, мұнда барлық атомдардың электрон-
дары бір кванттық-механикалық жүйеге
ортақтастырылған деп қарастыруға
болады. Әрбір атомдық деңгейлер кри-
сталда рұқсат етілген зона Ɛ
і
(р) болып
табылатын N деңгейлерден құралған
жолаққа (немесе спиндердің қатысуымен
2N деңгейге) айналдырылған.
Егер әрбір атомға Z электрон-
нан тиесілі болса, онда кристалдағы
электрондардың барлық саны NZ-ға
тең болады; осы электрондар төменнен
бастап әрқайсысы толғанша рұқсат
етілген зоналарға орналасады. Ферми энергияға сәйкес изоэнергетикалық (бірдей
энергетикалық) бет: Ɛ(
р) =
Ɛ
F
Ферми бет деп аталады. Төменгі зоналар (едәуір
тар) атомдардың ішкі қабықшаларының электрондарымен түгелдей толтырыла-
ды. Рұқсат етілген энергетикалық деңгейлер
Ферми-Дирак үлестірілуіне сәйкес
толтырылады.
Кристалдардың физикалық қасиеттері негізінен әлі электрондары бар жоғарғы
зоналармен анықталады. Әлі электрондары бар ең жоғарғы зонаның «түбі» Ɛ
с
(энергиясы ең аз) мен алдыңғы түгелдей толтырылған зонаның «төбесі» Ɛ
ʋ
(энер-
гиясы ең көп) арасындағы энергетикалық аралық
Ɛ
δ
тыйым салынған зона (тағы
да энергиясы төмен бірнеше тыйым салынған және рұқсат етілген зоналардың
болуына қарамастан).
Егер Т = 0 болған кезде барлық электрондары бар зоналар түгелдей толтырылған
болса, ал келесі рұқсат етілген «бос» зона әлгі толған зонадан жеткілікті кең тыйым
салынған зонамен бөлінген болса, онда кристалл диэлектрик (мысалы, алмаста Ɛ
δ
l+1 зонаның асты Ɛ
с
, l –
зонаның үсті Ɛ
ʋ
,
Ɛ
g
–
тыйым салынған зонаның ені, штрихталған
аймақ –
электрондар мен кемтіктер
толтырылған деңгейлер.
392
393
З
16
∑
ЗАҢ – ЗОНД
392
393
~5 эВ); егер
Ɛ
δ
≤
3 эВ болса, онда – жартылайөткізгіш болады. Егер электроны
бар жоғарғы зона электрондармен ішінара толтырылған болса, онда бұл металл
болады. Әрқилы рұқсат етілген зоналар әлгілермен қабысқан болуы мүмкін (жар-
тылайметалл, саңылаусыз
жартылайөткізгіш).
Сыртқы ықпалдардың (температураның артуы, сәулелеу, мысалы, жарықпен
немесе күшті сыртқы электр өрісімен) электрондарды тыйым салынған зонадан
лақтырып жіберуі мүмкін. Нәтижесінде өткізгіштікті жүзеге асыратын «еркін»
заряд тасушылардың (өткізгіштік электрондар және кемтіктер) пайда болады.
Идеал торлардың жергілікті (локалдік) бұзылуы (мысалы, қоспалы атомдар,
вакансиялар мен
ақаулар) тыйым салынған зоналардың ішінде рұқсат етілген
жергілікті деңгейлер мен жергілікті зоналарды тудыруы мүмкін.
ЗОНД (французша «зонде – байқау, зерттеу») – жер қыртысын, атмос-
фера қабатын зерттеу-
ге арналған және меди-
цинада қолданылатын
аспапт ардың жалпы
атауы.
Акустикалық зонд –
дыбыс қысымын өлшеуге
арналған құрылғы.
Атомдық зонд – талданылатын қатты
заттардың беттерінен жұлынып шыға-
рылған жеке иондарды тіркеуге мүмкіндік
беретін спектрметрлік проекторлардың ком-
бинациясы.
Электрлік зонд – ортаға электр
өрісінің, зарядтың және кеңістіктің әрқилы
нүктелеріндегі токтың сипаттамаларын
анықтау үшін ендірілетін электрод.
Дыбыс қысымын анықтағыш акусти-
калық зондтың сұлбасы: А – жез тү-
тік; В – резина түтік; С – жүн жіп;
D – конденсаторлық микрофонның
капсюлі; Е – ауалық дыбыс өткізгіш
Дыбыс қысымын анықтағыш ультрадыбыстық зонд: 1 –
дыбыс өткізгіш; 2 – оқшаулағыш түтік; 3 – ауалық саңылау;
4 – қабылдағыш пъезоэлектрлік бөлік; 5 – күшейткішке
жалғанғыщҒһ; 6 – акусткалық желі
392
393
392
393
ИДЕАЛ ГАЗ (французша: идеал – үлгі, кемел нәрсе) – өз бөлшектерінің
өзараәсерлесуі ескерілмейтін газдың теориялық моделі (бөлшектердің кине-
тикалық энергиясы олардың өзараәсерлесу энергиясынан әлдеқайда артық).
Бұл газ
классикалық және
кванттық идеал газ болып бөлінеді. Классикалық
идеал газдың қасиеттері классикалық физиканың заңдарымен – Клапейрон
теңдеуімен және оның дербес жағдайы:
Бойль – Мариотт заңымен,
Гей-Люссак
заңымен сипатталады. Классикалық идеал газ – бөлшектерінің энергиясы бо-
йынша
Больцманның үлестіруіне сәйкес анықталады. Егер нақты газ жеткілікті
түрде сиретілген болса, ол классикалық идеал газдың моделімен сипатталады.
Егер де Бройль толқындарының ұзындығы жылулық жылдамдық кезінде
бөлшектердің ара қашықтығымен өлшемдес болса, газ температурасы төмендеген
немесе оның тығыздығы артқан кезде идеал газ бөлшектерінің толқындық
(кванттық) қасиеттерінің маңызы арта түседі.
Сонымен қатар
бүтін санды спині болатын бөлшектерден құралған кванттық
идеал газ Бозе-Эйнштейн статистикасымен, ал бүтіннің жартысына тең
спинді бөлшектерден құралған газдың тәртібі Ферми-Дирак статикасымен
сипатталады.
ИДЕАЛ КРИСТАЛЛ – өзінің барлық көлемінде кез келген құрылымдық
ақаулар –
вакансиялар, қоспалы атомдар,
дислокациялар, т.б. жоқ кемел үш
өлшемді-периодты торлы кристалл.
ИДЕАЛ СҰЙЫҚ –
тұтқырлығы болмайды, жылу өткізбейді деп ұйға-
рылған сұйық. Идеал сұйықтың ішкі үйкелісі, яғни көршілес екі қабат ара-
сында жанама кернеуі жоқ, үздіксіз және оның құрылымы болмайды. Гидроэроме-
ханика қарастыратын көптеген жағдайлардағы ағындарды осылайша құрылымдау
қатты денелерді жеткілікті қашықтықта орап ағатын сұйықтар мен газдардың нақты
ағындарын жақсы сипаттайды. Идеал сұйық моделін пайдалану әртүрлі пішінді
арналарда ағатын сұйықтар мен газдар қозғалыстарының теориялық мәселесін
шешуге мүмкіндік береді.
