- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Проводники в переменных полях презентация
Содержание
- 1. Проводники в переменных полях
- 2. ДИЭЛЕКТРИКИ P≠0 P≠0
- 3. ДИЭЛЕКТРИКИ + свободные заряды ε'' ε' Частота Частота
- 4. Независимые друг от друга (невзаимодействующие). Классические
- 5. Модель проводимости Друде 1900 г. Электроны –
- 6. Решение: В диэлектрике было:
- 7. Поляризуемость: Проводник
- 8. Электроны – НЕ связанные Модель
- 9. В случае проводника – не поляризуемость, а наведённые токи → динамическая проводимость
- 10. Вычисление γ или τ - микроскопика. Физический
- 11. Особые области для проводника: «Выделенные» частоты:
- 12. Далёкий ИК диапазон, субмиллиметры (Терагерцы), СВЧ, радиоволны,
- 13. т.е.: Таким образом: Металл, низкие частоты:
- 14. Коэффициент отражения – предел Хагена-Рубенса ω1 Эксперимент Полезная формула
- 15. Поле НЕ проникает в проводник (металл)
- 16. n ≈ k >> 1 и Поле
- 18. Распространяются нормальные поперечные волны. Закон дисперсии: ωωp
- 19. Частота Оптика металла (проводника) Поглощение
- 20. ДИЭЛЕКТРИКИ + свободные заряды НЕПОЛЯРНЫЕ ε'' ε' Частота Частота ???
- 21. Диэлектрик Металл (проводник)
- 22. Характерные точки оптических спектров металлов отрицательно отрицательна σ*=σ1+iσ2
- 23. -Im(1/ε*) – функция потерь Характерные точки оптических спектров металлов Хаген-Рубенс
- 24. Правило сумм для оптической проводимости металлов
- 25. Медь, T=300 К: σ0≈106 Ом-1см-1,
- 26. Точное решение: уравнения Максвелла – модель металла
- 27. Все направления движения электронов равновероятны
- 28. Определение: Размерность: Ом Z – поверхностное сопротивление (импеданс) 1/Z=σ – поверхностная проводимость
- 29. Тонкие (d
- 30. Нормальный скин-эффект (ω
- 31. Аномальный скин-эффект (ω
- 32. Dressel/Gruner Частотная зависимость поверхностного импеданса
Слайд 4
Независимые друг от друга (невзаимодействующие).
Классические уравнения движения.
«Сила трения» - сопротивление (фононы,
Электронейтральность, устойчивость системы – положительные, неподвижные ионы в кристалле, подвижные ионы в плазме.
.
сила со стороны
поля
сила «трения»
Возвращающей силы нет (как было в диэлектриках)
Предположения:
Модель среды - проводника:
Туров 144
Слайд 5Модель проводимости Друде
1900 г.
Электроны – частицы классического газа.
Электроны движутся свободно в
Движение – классические уравнения движения Ньютона.
Электроны не взаимодействуют между собой.
Электроны упругим образом, мгновенно, сталкиваются с: решёткой ионов; примесями; дефектами и т.д.
Электроны движутся с некоторой средней скоростью.
Частота столкновений и масса электронов не зависят от их скорости (от энергии).
l, τ - длина и время
свободного пробега
Пауль Друде
Германия
Слайд 8
Электроны – НЕ связанные
Модель проводимости Друде – Лорентциан с нулевой собственной
Лорентциан
Слайд 10Вычисление γ или τ - микроскопика.
Физический смысл величины γ:
Типичные величины:
≈1018 Гц (СГСЭ)
τ≈10-13 с; γ ≈1013 Гц !
τ – время свободного пробега между соударениями
Слайд 11
Особые области для проводника:
«Выделенные» частоты: γ и ωp. (Обычно ωp>>γ).
Оптические свойства
Определяет длину волны в проводнике
Определяет затухание поля
Слайд 12Далёкий ИК диапазон, субмиллиметры (Терагерцы), СВЧ, радиоволны, …)
=const
∝1/ω
Полезные формулы
Слайд 16n ≈ k >> 1 и
Поле не проникает в металл из-за
Лэнгмюровская экранировка (I.Langmuir).
rL – глубина лэнгмюровской экранировки
Поле не проникает в металл из-за высокого поглощения (ω<<γ; n*k>>1)
rL не зависит от частоты
rL ≈ 10-5 – 10-6 см
Е
Е
Слайд 18Распространяются нормальные поперечные волны.
Закон дисперсии:
ωωp экр.
k – мало, затухания НЕТ
Слайд 25Медь, T=300 К:
σ0≈106 Ом-1см-1, ω≈1011 Гц →
δ ≈10-5 см
l=10-6 см=0.01 мкм l << δ
Амплитуда поля
~exp(-δ/z)
z
δ>>l
Слайд 26Точное решение: уравнения Максвелла – модель металла
в условиях нелокальности взаимодействия.
Более просто:
(A.B.Pippard)
Эффективные электроны на длине l чувствуют поле
и ответственны за экранирование. Учёт – локальность.
НЕэффективные электроны – не учитываются.
Нарушение локальности взаимодействия – аномальный скин-эффект
Медь, T=4.2 К: δ ≈10-6 см = 0.01 мкм; l=10-4 см=1 мкм; l >> δ
Охлаждение:
Концепция
НЕэффективности
материальное уравнение
Слайд 27Все направления движения электронов равновероятны
плотность эффективных электронов neff = α
Свойства:
l >> δnorm → δa >> δnorm
1.
2. Иная частотная зависимость
3.
только фундаментальные хар-ки
независимость от температуры
скорость Ферми
(α ≈1, зависит от типа рассеяния на границе. α=8/9 – зерк. расс.; α=1 – дифф. расс.)
neff = nполн (δa/l)
VF
Слайд 28
Определение:
Размерность: Ом
Z – поверхностное сопротивление (импеданс)
1/Z=σ – поверхностная проводимость
