Введение в электронику и оптику, известные научные отчёты, теория физики
Усиление поверхности проводимости
За исключением керамических диафрагм, все другие системы обнаруживали более сильное влияние поверхностной проводимости на электрокинетические явления, чем следует из формул.
В рамках метода Гхоша это проявилось в том, что коэффициент а в формуле значительно больше единицы. Между тем в случае прямых капилляров формула оказалась точной. Это сопоставление наводит на мысль, что в диафрагмах действует какой-то дополнительный механизм, посредством которого к" влияет на электрокинетические явления.
Рассматривая формулу электроосмоса, заметим, что обобщение, приводящее к формуле, отражает возрастание тока в знаменателе за счет поверхностной проводимости. Качественно механизм влияния поверхностной проводимости непосредственно на скорость электроосмоса можно охарактеризовать, рассматривая электроосмос в единичном щелевидном капилляре с локальными утоньшениями сечения, которые для простоты рассмотрения будем считать достаточно удаленными друг от друга.
В отсутствие поверхностной проводимости в капилляре происходит распределение потенциала, удовлетворяющее уравнению и граничному условию, задаваемому на "всей внутренней поверхности капилляра. Электрический ток, который можно выразить произведением KS grad ф0, где последний сомножитель среднее по сечению капилляра значение продольной составляющей grad ф0 не изменяется от сечения к сечению. Следовательно, на участке АВ от широкого сечения капилляра к узкому grad ф0 возрастает, а на участке В А наблюдается уменьшение значений grad ф0.
Тангенциальная составляющая поля на поверхности капилляра должна изменяться симбатно с усредненной по сечению напряженностью поля, в результате чего на участке АВ поверхностный ток растет, а на участке ВА падает. Как и в случае электрофореза, это означает, что при наличии поверхностной проводимости возникает дополнительное распределение потенциала фр, обеспечивающее подвод ионов в двойной слой на участке АВ. Иными словами,, на участке ABA имеет место локальная циркуляция тока, так что потенциал фр не влияет на измеряемую поверхностную проводимость капилляра.
Уменьшение скорости электроосмотического скольжения в наиболее узком сечении и обусловливает более резкое убывание tSm с ростом поверхностной проводимости, чем это следует из формулы. Если в случае прямого капилляра ток течения не осложнен поверхностной проводимостью, то при переходе к диафрагмам обнаруживается, что и этот электрокинетический эффект осложнен УР. Распределение потенциала, возникшее за счет изменения поверхностного электрического тока вдоль искривленной поверхности, порождает встречный электро миграционный поверхностный ток.
С ростом критерия Rel этот противоток все более компенсирует поверхностный ток, в результате чего измеряемый ток течения убывает. Поскольку трудности теоретического учета влияния поляризации двойного слоя в капиллярно-пористых системах велики, заслуживает внимания поиск иных путей интерпретации экспериментальных данных в случае высоких поверхностных зарядов или узких пор. Подобие гидродинамических и электрических полей, которое в классическом режиме является достаточно полным и приводит к формуле Смолуховского, в поляризационном режиме может быть рассмотрено как первое приближение. Первоисточник
Явление электрического тока
Как известно, электрический ток создается направленным перемещением электрических зарядов. Передвигаться заряды могут как в проводниках, так и в пустом пространстве в высоком вакууме, а также среди беспорядочно движущихся электрически нейтральных частиц, в газах.
Характерной особенностью большинства современных электровакуумных приборов и является то, что ток в них проходит через более или менее совершенный вакуум, т. е. через пространство, в котором газ находится под давлением значительно ниже атмосферного. Носителями электрического заряда являются в этом случае обычно элементарные частички отрицательного заряда электроны. Иногда играют рель также молекулы или атомы, захватившие лишние электроны отрицательные ионы или потерявшие их положительные ионы.
В результате оказывается, что проводимость (или сопротивление) электровакуумных приборов не имеет характера проводимости (сопротивления) обычных твердых проводников, например, металлов. В то же время для понимания действия! этих приборов первое, что необходимо знать, это какова их способность проводить электрический ток, т. е. законы электропроводности вакуума и, следовательно, свойства частиц, обуславливающих эту электропроводность, электронов и ионов. При этом, поскольку электрон является элементарной частицей, а атомы и ионы составными, содержащими в себе не только электроны, прежде всего следует подробно ознакомиться со свойствами электрона.
Электрон представляет собой мельчайшую частицу отрицательного электрического заряда. Величина этого заряда измерялась много раз различными методами, и оказалось, что она остается неизменной при всех условиях. В результате .изучения движения электрона в электрических и магнитных полях в вакууме удалось определить его массу, которая оказалась зависящей от, скорости движения электрона.
Если сравнить эту величину с величиной массы атома водорода, который является наилегчайшим из всех атомов, то оказывается, что - масса электрона меньше массы атома водорода в 1 837 раз. Масса электрона остается постоянной только при малых скоростях, при возрастании же скорости электрона его масса увеличивается. Для обычных скоростей, много меньших скорости света, изменение массы совершенно незаметно. Но если скорость приближается к скорости света, то изменение массы может стать уже практически заметным.
Например, пусть "=0,9 с, тогда т. е. масса электрона при такой скорости увеличивается в два с лишним раза. Движение электрона в электрическом поле. Рассмотрим движение свободного электрона в электрическом поле. Под действием этой силы электрон испытывает ускорение или замедление, а его скорость и кинетическая энергия изменяются в соответствии с законами механики. Очевидно, что чем большую ускоряющую разность потенциалов прошел электрон, тем больше будут его кинетическая энергия и скорость в конце пути. Читать статью
Особенности твердотельных лазеров
Общая характеристика и особенности твердотельных лазеров: Рабочий элемент твердотельных лазеров выполнен из кристаллического или аморфного диэлектрика. Такие лазеры надежны, удобны и сравнительно просты в эксплуатации. При небольших габаритах они могут генерировать очень высокие импульсные мощности (вплоть до 10 Вт и более), очень короткие световые импульсы (до 10 с и менее), а также работать в непрерывном режиме с выходной мощностью от единиц мВт до сотен Вт, Их накачка осуществляется оптическим путем.
Для этого электрическая энергия с помощью специальных ламп накачки или с помощью полупроводниковых лазерных диодов преобразуется в оптическое излучение, которое поглощается атома ми активного вещества, переводя их в возбужденное состояние. Наличие такого промежуточного процесса преобразования электрической энергии накачки снижает общий КПД твердотельные лазеров, который не превышает нескольких процентов при лам повой накачке и достигает 30% при накачке инжекционными лазерами.
Спектральный диапазон работы твердотельных лазеров ограничен оптической прозрачностью активной среды, С коротковолновой стороны он ограничен процессами собственного поглощения, а с длинноволновой взаимодействием с колебаниями решетки. Поэтому твердотельные лазеры работают в ближней ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях спектра.
Материалы, предназначенные для изготовления лазерных активных элементов с оптической накачкой, называемые активными диэлектриками, должны обладать определенной системой энергетических уровней, удовлетворяющей тем требованиям, которые вытекают из трех- или четырехуровневой схемы работы лазера. Нетрудно заключить, что эти материалы должны обладать: интенсивной флуоресценцией с квантовым выходом на рабочем переходе, близким единице; широкими полосами активного поглощения в области излучения источника накачки и отсутствием потерь на частоте рабочего перехода.
Активный элемент, находясь внутри резонатора и работая в условиях интенсивной световой накачки, должен сохранять высокие оптические качества. Это предъявляет к механическим, оптическим, теплофизическим, химическим и т. п. свойствам активных материалов весьма жесткие требования. Наиболее полно предъявляемым требованиям удовлетворяют так называемые активные диэлектрики, представляющие собой твердые растворы элементов с недостроенными внутренними электронными оболочками в различных кристаллических и аморфных матрицах.
Недостроенные внутренние электронные оболочки этих элементов хорошо экранированы валентными электронами от внешних воздействий, в том числе и от воздействия кристаллического поля. Поэтому при введении таких ионов в конденсированную среду не происходит коренной перестройки их энергетического спектра. Эти ионы, называемые активаторами, и являются собственно активными, в то время как кристаллическая или аморфная основа в большинстве случаев выполняет роль матрицы. Все рабочие лазерные переходы осуществляются между уровнями энергии активных ионов. Читать статью
