.dsy:it. - I miei grandi dilemmi sul corso di Fisica II

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Posted by Eruyomë on 22-01-2007 10:52:

I miei grandi dilemmi sul corso di Fisica II

Ciao a tutti volevo porre dei dubbi completamente personali su alcuni argomenti del corso:

dubbio nr. 1:
A pag. 289 c'è la dimostrazione della celeberrima equazione di Einstein...ma qualcuno sa come viene fuori la differenziazione dell'ultima formula a fine pagina?
E successivamente c'è uno sviluppo in serie che mi rende basito..ma i vari Taylor&co. non servivano per approssimare funzioni continue con polinomi di grado n in un centro ben determinato? Quale centro si è scelto qui? Boh!

dubbio nr. 2:
A pag. 366 si parla di conduttori e bla bla bla, ma perché una banda è piena con solo 2 elettroni di valenza per atomo? Ci sono tanti elementi che in valenza ne possono avere molti di più..

Chissà perché ma ho il presentimento che questo thread rimarrà intonso così...

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Io sono la fata verde. Sono la rovina e il rimpianto, la vergogna e il disonore. Io sono la morte, io sono l'assenzio...

Posted by yeah on 22-01-2007 13:07:

dubbio nr. 2:
A pag. 366 si parla di conduttori e bla bla bla, ma perché una banda è piena con solo 2 elettroni di valenza per atomo? Ci sono tanti elementi che in valenza ne possono avere molti di più..

Prendi le mie parole con le pinze, perché non ho ancora studiato

Reminescenze delle superiori mi dicono che gli elettroni nella banda di valenza dipendono dallo specifico elemento (numero di elettroni totali, principio di Pauli, livelli, ...).

Ora, il perché la banda sia piena con solo due elettroni al momento mi sfugge ^_^

[edit]

Secondo Wikipedia, la banda di valenza è l'ultima banda piena, pertanto ciò potrebbe spiegare il perché esistano bande di valenza piene con due elettroni (in sostanza tutti gli elementi dal Litio al precedente il Neon)

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Posted by samo on 22-01-2007 13:12:

riguardo al primo dubbio:

D(f(X)^-1/2) = -1/2 * f(x)^-3/2 *f'(x)

dm = m0 * -1/2 * (1- v^2/c^2)^-3/2 * -2v/c^2 dv

dm = mo/c^2 * (1- v^2/c^2)^-3/2 *vdv

Posted by Eruyomë on 22-01-2007 14:58:

Io ho pensato che forse il libro per astrazione ha deciso di considerare solo gli stati s (con l=0 e m=0) e quindi con max 2 elettroni per livello energetico (spin up - spin down). Oppure è l'unica configurazione che permette elettricità (mhm suona molto male anche a me..).
Perché altrimenti ci sono tantissimi tipi di atomi i cui elettroni non girano sfericamente ma che hanno lo stesso livello energetico e sono molto più di due (per fare esempi il silicio che ne ha 4 in valenza).
Non saprei come altresì spiegarlo.

Grazie per la dim.

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Posted by samo on 24-01-2007 18:46:

secondo me perché ogni livello di energia può contenere solo due elettroni per il principio di esclusione di Pauli. Nella banda ogni livello di energia si separa in N livelli, quindi il numero massimo di elettroni è 2N. Non credo che si debba guardare gli strati, perché elettroni appartenenti allo stesso stato hanno almeno uno dei quattro numeri quantici diverso e quindi diversa energia

Posted by holylaw on 15-02-2007 16:02:

Qualcuno mi illumini d'immensi, perche' qualcosa mi sfugge:
_in un atomo ci possono essere al masssimo 2 elettroni con la stessa energia (cioe' con gli stessi n, m, l ma con lo spin diverso). ad un livello di energia corrisponde un orbita, piu un elettrone ha energia, piu' e' lontana dal nucleo. cioe' vuol dire che per ogni orbita si possono avere al massimo 2 elettroni?
_ non ho capito neanch'io questa cosa degli elettroni di valenza... un atomo puo' avere al massimo 2 elettroni nella banda di valenza, ma ci sono legami covalenti con piu' elettroni (il germanio 4 elettroni di valenza), com'e' possibile???
qualcosa mi sfugge

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La mia epoca ed io non siamo fatti l'uno per l'altro:questo è chiaro. Ma è da vedere chi di noi due vincerà il processo di fronte al tribunale dei posteri.
AV MJØDEN VART DU VIS OG KLOK, SÅ DREKKA MER!!!!
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Le persone sciocche perché hanno da dire qualcosa.

Posted by yeah on 15-02-2007 17:35:

_ non ho capito neanch'io questa cosa degli elettroni di valenza... un atomo puo' avere al massimo 2 elettroni nella banda di valenza, ma ci sono legami covalenti con piu' elettroni (il germanio 4 elettroni di valenza), com'e' possibile???
qualcosa mi sfugge

Non rileggo più sopra (forse qualcuno ha già risposto

) ma in una banda ci sono più livelli di energia. Almeno credo ^_^

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Posted by holylaw on 15-02-2007 18:12:

in una banda ci sono N livelli di energia dove N e' il numero di atomi nel solido, ma ogni atomo puo' avere al massimo 2 elettroni con lo stesso livello di energia.... almeno cosi' ho capito io...

e poi sugli appunti della Polsy c'e' scritto che la distanza del nucleo dipende da n, ma non dovrebbe dipendere anche da m e da l? e' questo che non capisco...

Posted by yeah on 15-02-2007 22:02:

dove N e' il numero di atomi nel solido

Mmh sicuro? Dovrei andare a riprendere gli appunti, però non mi sembra di ricordare così... ovviamente potrei ricordare male

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Posted by m@cCo on 16-02-2007 12:38:

Ma non sarebbe il contrario? Ovvero per ogni livello di energia ci sono più bande date dai numeri quantici l e m?

Posted by holylaw on 16-02-2007 14:08:

non ho ben capito cosa vuoi dire, m@cco.....

Posted by m@cCo on 16-02-2007 17:44:

Originally posted by holylaw
non ho ben capito cosa vuoi dire, m@cco.....

Tenete conto del fatto che la parte di meccanica quantistica mi risulta ancora un poco oscura, tuttavia quel che mi pare di aver capito è che il numero quantico n identifica le orbite permesse e di conseguenza i livelli di energia di ogni orbita. Poi per ogni orbita possono trovare posto un certo numero di elettroni a seconda del numero quantico n, ovvero la famosa sommatoria da 1 a n-1 delle 2l+1 configurazioni possibili per i numeri quantici restanti l ed m. Inoltre è presente anche lo spin dell'elettrone che da la possibilità di avere, per lo stesso numero quantico m, due posizioni, con spin +1/2 e -1/2. Quel che non comprendo è se questo si applichi al discorso dei solidi con N atomi e come lo si possa fare

Mi parrebbe più logico che ogni livello di energia avesse una propria banda, no?

Posted by m@cCo on 17-02-2007 16:02:

Altre domandine riguardanti le giunzioni PN

Nel libro spiega come vi siano due correnti, una di diffusione dovuta alla maggior concentrazione di lacune nella regione P ed elettroni nella regione N, ed una di deriva dovuta al debole campo elettrico che viene a crearsi nella regione di svuotamento.

Ora quel che mi sfugge è il procedimento per il quale viene a formarsi questa regione. Le lacune sono portate a diffondersi nel lato n per legarsi agli elettroni, mentre viceversa questi si diffondono nel lato P per "riempire" le lacune, giusto? E perché nella zona di giunzione rimangono delle cariche libere?

Seconda domandina

A causa di questo campo elettrico, che è costante, nelle due zone si vengono a creare due potenziali diversi, e quindi una differenza di potenziale V0 nella regione di svuotamente che funge da barriera di potenziale. Se si applica una tensione polarizzando direttamente la giunzione questa tensione è diminuita di un valore V pari alla tensione applicata (perché è diminuita?), viceversa se la giunzione è polarizzata inversamente. Il libro dice che la corrente di deriva resta costante mentre quella che varia è quella di diffusione perché l'abbassamento o l'innalzamento della barriera di potenziale favoriscono o interdiscono il passaggio delle cariche. Ma non dovrebbe essere l'opposto?

Posted by Polsy on 17-02-2007 16:57:

Originally posted by m@cCo
Altre domandine riguardanti le giunzioni PN

Nel libro spiega come vi siano due correnti, una di diffusione dovuta alla maggior concentrazione di lacune nella regione P ed elettroni nella regione N, ed una di deriva dovuta al debole campo elettrico che viene a crearsi nella regione di svuotamento.

Ora quel che mi sfugge è il procedimento per il quale viene a formarsi questa regione. Le lacune sono portate a diffondersi nel lato n per legarsi agli elettroni, mentre viceversa questi si diffondono nel lato P per "riempire" le lacune, giusto? E perché nella zona di giunzione rimangono delle cariche libere?

Quando si forma la zona di giunzione significa che in quella zona tutti gli elettroni liberi e lacune si sono ricombinati, lasciando solo ioni, per cui appena si forma non ci sono particelle libere lì dentro.
Quando una particella, ad esempio un elettrone, si sposta nella zona di giunzione, questo non riesce ad attraversarla del tutto a causa della differenza di potenziale che si è creata per effetto degli ioni, quindi viene ributtato indietro. Questo "venir ributtato indietro" è la corrente di deriva. Tieni conto che per effetto statistico le particelle continueranno a cercare di attraversare la regione di svuotamento, quindi la corrente di deriva continuerà ad esserci.

Seconda domandina

A causa di questo campo elettrico, che è costante, nelle due zone si vengono a creare due potenziali diversi, e quindi una differenza di potenziale V0 nella regione di svuotamente che funge da barriera di potenziale. Se si applica una tensione polarizzando direttamente la giunzione questa tensione è diminuita di un valore V pari alla tensione applicata (perché è diminuita?), viceversa se la giunzione è polarizzata inversamente. Il libro dice che la corrente di deriva resta costante mentre quella che varia è quella di diffusione perché l'abbassamento o l'innalzamento della barriera di potenziale favoriscono o interdiscono il passaggio delle cariche. Ma non dovrebbe essere l'opposto?

La corrente di diffusione è data da un effetto statistico, mentre la corrente di deriva è data dal fatto che la particella cerca di minimizzare la propria energia (gli elettroni risalendo i potenziali, le lacune scendendo verso i potenziali minori).
Se una particella è nel punto A con energia k e ha la possibilità di spostarsi nel punto B in cui avrebbe energia k-20, questa particella si sposterà da A a B. Se io polarizzo la giunzione in modo che l'energia in B sia k-2 oppure k-923436832mila, la particella si muoverà comunque da A a B, per il fatto che in B l'energia è comunque minore, non importa di quanto.
Per questo la polarizzazione non ha effetto sulla corrente di deriva.

Posted by m@cCo on 17-02-2007 18:50:

Originally posted by Polsy
Quando si forma la zona di giunzione significa che in quella zona tutti gli elettroni liberi e lacune si sono ricombinati, lasciando solo ioni, per cui appena si forma non ci sono particelle libere lì dentro.
Quando una particella, ad esempio un elettrone, si sposta nella zona di giunzione, questo non riesce ad attraversarla del tutto a causa della differenza di potenziale che si è creata per effetto degli ioni, quindi viene ributtato indietro. Questo "venir ributtato indietro" è la corrente di deriva. Tieni conto che per effetto statistico le particelle continueranno a cercare di attraversare la regione di svuotamento, quindi la corrente di deriva continuerà ad esserci.

La corrente di diffusione è data da un effetto statistico, mentre la corrente di deriva è data dal fatto che la particella cerca di minimizzare la propria energia (gli elettroni risalendo i potenziali, le lacune scendendo verso i potenziali minori).
Se una particella è nel punto A con energia k e ha la possibilità di spostarsi nel punto B in cui avrebbe energia k-20, questa particella si sposterà da A a B. Se io polarizzo la giunzione in modo che l'energia in B sia k-2 oppure k-923436832mila, la particella si muoverà comunque da A a B, per il fatto che in B l'energia è comunque minore, non importa di quanto.
Per questo la polarizzazione non ha effetto sulla corrente di deriva.

Ok per la seconda, la differenza di potenziale non influenza il moto dovuto al campo elettrico indotto dalla giunzione.

Per la prima vediamo se ho capito bene. Zona P -> atomi accettori, zona N -> atomi donatori. Ora nella zona P sono presenti più lacune, mentre nella zona N più elettroni. Le lacune tendono quindi a spostarsi nella zona N per diffusione, per rendere uniforme la distribuzione, e lo stesso fanno gli elettroni da N a P, right? Quindi man mano che le lacune si spostano nella zona N si legano con un elettrone presente ed entrambi, per così dire, "scompaiono", e lo stesso avviene nella zona P per effetto degli elettroni che si legano con le lacune.
Quando tutte le lacune si sono ricombinate con tutti gli elettroni avremo gli atomi accettori che hanno accettato un elettrone e atomi donatori che hanno donato un elettrone. Però nella zona di svuotamento esistono atomi accettori (N) e donatori (P), che non hanno fatto in tempo a prendersi o a cedere il loro elettrone, e che quindi restano ionizzate, sempre giusto? E questo da vita al campo elettrico che causa la corrente di deriva e la differenza di potenziale.

Ora quali sono gli elettroni che conducono? In teoria sono tutti ricombinati tranne quelli della zona di giunzione, o no?

All times are GMT. The time now is 09:50.

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