Термин Твердотельная электроника появился в литературе в середине XX века для обозначения устройств на полупроводниковой элементной базе: транзисторах и полупроводниковых диодах, заменивших громоздкие низкоэффективные электровакуумные приборы - радиолампы. Корень "тверд" использован здесь, потому что процесс управления электрическим током происходит в твердом теле полупроводника в отличие от вакуума, как это происходило в электронной радиолампе. Позднее, в конце XX столетия этот термин потерял свое значение и постепенно вышел из употребления, поскольку практически вся электроника нашей цивилизации начала использовать исключительно полупроводниковую твердотельную активную элементную базу.
Микроэлектроника - современное направление электроники, включающее исследование, конструирование и производство интегральных схем (ИС) и радиоэлектронной аппаратуры на их основе. Основной задачей микроэлектроники является создание микроминиатюрной аппаратуры с высокой надежностью и воспроизводимостью, низким энергопотреблением и высокой функциональной сложностью.
развития нанотехнологии Принято считать, что первым идею создания новых материалов и объектов за счёт компоновки отдельных молекул и атомов высказал американский физик Ричард Фейнман в 1959 году. Тогда его предложение выплатить $1 тыс. тому, кто сумеет уместить мотор в кубике с длиной граней 0,4 мм или уменьшить текст в 25 тыс. раз, посчитали «шуткой гения».
№12Основыне понятия современной химии-атом,его ядро,малекула,элемент, вещества,ион,катион,анион, Аллотро́пия и тд.Эволюционная химия.Синтез новых материалов.
. Химия - наука о химических элементах, их соединениях и превращениях, происходящих в результате химических реакций. Без использования химических технологий невозможно материальное производство.
Атом - частица вещества микроскопических размеров и очень малой массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атомное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса (более 99,9 %). Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Размеры ядер различных атомов составляют несколько фемтометров, что в более чем в 10 тысяч раз меньше размеров самого атома.
Молекула — электрически нейтральная частица, состоящая из двух или более связанных химическими связями атомов, наименьшая частица химического вещества, определяющая его свойства и способная к самостоятельному существованию.
Вещество — форма материи, в отличие от поля, обладающая массой покоя. Вещество состоит из частиц, среди которых чаще всего встречаются электроны, протоны и нейтроны.
Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра и числом протонов, совпадающим с порядковым (атомным) номером
в таблицеМенделеева
Ио́н — одноатомная или многоатомная электрически заряженная частица, образующаяся в результате потери или присоединения атомом илимолекулой одного или нескольких электронов. Ионизация (процесс образования ионов) может происходить при высоких температурах, под воздействием электрического поля, ионизирующего излучения и т.п.
Катио́н — положительно заряженный ион. Характеризуется величиной положительного электрического заряда: например, NH4+ — однозарядный катион, Ca2+ — двузарядный катион. В электрическом поле катионы перемещаются к отрицательному электроду — катоду.
Анио́н — отрицательно заряженный ион. Характеризуется величиной отрицательного электрического заряда; например, Cl− — однозарядный анион, а SO42− — двузарядный анион. В электрическом поле анионы перемещаются к положительному электроду — аноду. Анионы имеются в растворах большинства солей, кислот иоснований, а также в кристаллических решетках соединений с ионной связью, в ионных жидкостях и в расплавах. Аллотро́пия,— существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам — так называемых аллотропических (аллотропных) модификаций или форм. Радикал Это частица содержащая один или несколько неспаренных электронов. В большинстве случаев химическая связь образуется при участии двух электронов. Частица, имеющая неспаренный электрон, очень активна и легко образует связи с другими частицами. Поэтому время жизни радикала в среде, как правило, очень мало.
Эволюционная химия — четвертая концептуальная система химии, связанная с включением в химическую науку принципа историзма и понятия времени, с построением теории химической эволюции материи. Эволюционная химия изучает процессы самоорганизации вещества: от атомов и простейших молекул до живых организмов.
Химический синтез — в узком смысле это процесс создания или построения сложных молекул из более простых. В широком смысле — получение химических соединений химическими и физическими методами. В зависимости от природы продукта синтез может быть органическим или неорганическим.
№13 основные положения теории химического строения заключается в следующем:
1) атомы в молекулах соединены в определенной последовательности, т.е. молекулы имеют определенное химическое строение;
2) строение молекул обусловлено электронным строением атомов, входящих в состав молекул;
3) свойства вещества определяются химическим строением молекул и их составом;
4) атомы в молекулах оказывают взаимное влияние друг на друга, т.е. реакционная способность атомов зависит от того, с какими атомами они связаны в молекуле.
различные
по свойствам вещества могут состоять из одинаковых элементов, взятых
в одинаковых количественных отношениях. Различие их свойств не могли
объяснить господствовавшие в середине XIX в. теории, с помощью которых
пытались описать строение органических соединений (теория типов и теория
радикалов).
теория А.М. Бутлерова объясняет явление изомерии различным расположением атомов в молекулах. В примере с веществами состава C2H6О различие их свойств обусловлено тем, что этиловый спирт и диметиловый эфир имеют различное химическое строение: С2Н5 – ОН, СН3 – О – СН3. Как следствие теории А.М. Бутлерова является то положение, что свойства вещества отражают его строение. Поэтому, изучая химические свойства вещества, можно установить его строение.
№14Химические связи,химические равновесия и принцепы Ле Шателье.Экзотермические и эндотермические реакции и их применения в технике и технология.
Химическая связь - взаимное притяжение (вид взаимодействия) атомов, приводящее к образованию молекул и кристаллов.
Виды связей:
Ковалентная - осуществляется за счет образования электронной пары, принадлежащей обоим атомам.
Ионная –
Химическая связь между ионами, осуществляемая за счет электростатического притяжения, называется ионной связью. Электроны с одного атома переходят на другой и получается, что на одном электронов много (он заряжен отрицательно, анион), а на другом электронов мало, не хватает (положительно заряжен, катион). Положительный притягивается к отрицательному и образуется связь. Пример: любой металл с неметаллом, где металлы будут заряжены +, а неметаллы –
Металлическая – связь между положительно заряженными ядрами металлов(катионами) и отрицательно заряженными электронами металлов(анионов) в кристаллической решетке. Положительные ионы, расположены в определенных положениях кристаллической решетки, а большое количество электронов, свободно перемещающихся по всему кристаллу, осуществляют связь между всеми атомами металла.
Водородная - это связь между положительно заряженным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заряженным атомом другой молекулы. Водородная связь имеет частично электростатический, частично донорно-акцепторный характер. Пример, вода H2O, многоатомные спирты (глицерин C3H5(OH)3).
Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.
Ле Шателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация, внешнее электромагнитное поле), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.
Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Противоположна эндотермической реакции.
· Горение топлива в кислороде воздуха.
· Горение пороха.
· Добавление концентрированной серной кислоты в воду.
· Окисление жиров и углеводов в живых организмах.
· Адиабатическое горение
Эндотерми́ческие реа́кции — химические реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты. Для эндотермических реакций изменение энтальпии и внутренней энергии имеют положительные значения таким образом, продукты реакции содержат больше энергии, чем исходные компоненты.
К эндотермическим реакциям относятся:
· реакции восстановления металлов из оксидов,
· электролиза (поглощается электрическая энергия),
· электролитической диссоциации (например, растворение солей в воде),
· ионизации,
· фотосинтеза.
Эндотермические реакции противоположны экзотермическим реакциям.
№15Естественнонаучные основы лазерных технологий. Особенности лазерного излучения. Применения лазеров в технике и технологиях.
ла́зерные техноло́гии
совокупность способов обработки, изменения состояния, свойств и формы материала и полуфабриката, осуществляемых посредством лазерного излучения. В большинстве процессов лазерных технологий используется термическое действие лазерного луча, вызываемое поглощением энергии светового потока в обрабатываемом материале. Эффективность лазерных технологий обусловлена высокой плотностью потока энергии лазерного излучения в зоне обработки, возможностью фокусировки излучения с помощью оптических систем в световой пучок (луч) диаметром в сотые доли микрон, возможностью ведения технологических процессов в любой прозрачной среде (в вакууме, газе, жидкости, твёрдом теле), малой зоной прогрева, обеспечиваемой кратковременным воздействием излучения, а также возможностью бесконтактной подачи энергии к зоне обработки в замкнутом объёме через прозрачные стенки или специальные окна в непрозрачной оболочке.
Благодаря этим особенностям лазерное излучение широко используется в технологии машинного производства, при изготовлении электронных приборов и приборов точной механики, в медицинской практике и научных исследованиях. Посредством лазерного излучения осуществляют сварку, резку, сверление отверстий, термическую обработку и многие другие технологические операции. особенности лазерного излучения
Лазеры нашли широкое применение, и в частности используются в промышленности для различных видов обработки материалов: металлов, бетона, стекла, тканей, кожи и т. п.
Основная область применения маломощных импульсных лазеров связана с резкой и сваркой миниатюрных деталей в микроэлектронике и электровакуумной промышленности, с маркировкой миниатюрных деталей, автоматическим выжиганием цифр, букв, изображений для нужд полиграфической промышленности.
В последние годы в одной из важнейших областей микроэлектроники - фотолитографии, без применения которой практически невозможно изготовление сверхминиатюрных печатных плат, интегральных схем и других элементов микроэлектронной техники, обычные источники света заменяются на лазерные.. Мощные лазеры используют в таких энергоемких технологических процессах, как резка и сварка толстых стальных листов, поверхностная закалка, наплавление и легирование крупногабаритных деталей, очистка зданий от поверхностей загрязнений, резка мрамора, гранита, раскрой тканей, кожи и других материалов. При лазерной сварке металлов достигается высокое качество шва и не требуется применение вакуумных камер, как при электроннолучевой сварке, а это очень важно в конвейерном производстве.
Мощная лазерная технология нашла применение в машиностроении, автомобильной промышленности, промышленности строительных материалов. Она позволяет не только повысить качество обработки материалов, но и улучшить технико-экономические показатели производственных процессов.
№16 Современные представления об эволюции Вселенной,галактик,звезд и звездных систем.
Современные представления об эволюции Вселенной, галактик, звезд и звездных систем.
Вселенная - весь существующий материальный мир безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе всего развития. Существует концепция большого взрыва: предполагается, что плотность вещ-ва вселенной была сравнимой с плотностью атомного ядра, и вся вселенная представляла собой ядерную каплю, по каким-то причинам капля взорвалась. Звезда́ — небесное тело, в котором идут, шли или будут идти термоядерные реакции. Но чаще всего звездой называют небесное тело, в котором идут в данный момент термоядерные реакции. Звезды рождаются из космического вещества в результате его конденсации под действием гравитационных, магнитных и других сил.
№17Солнечная система.Закон кеплера.Солнечно-земная связь.
Солнечная система. Вокруг Солнца движутся восемь больших планет в следующем порядке, начиная от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун + Плутон. Все эти планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении, называемом прямым
Зако́ны Ке́плера — три эмпирических соотношения, интуитивно подобранных Иоганном Кеплером на основе анализа астрономических наблюдений Тихо Браге
Первый закон Кеплера. Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
Второй закон Кеплера (закон площадей)Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.
Третий закон Кеплера (гармонический закон)Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей орбит планет. Справедливо не только для планет, но и для их спутников.
Солнечно-земные связи - это система прямых или опосредованных физических связей между гелио- и геофизическими процессами. Земля получает от Солнца свет и тепло, обеспечивающие освещенность и среднюю температуру ее поверхности, подвергается комбинированному воздействию УФ- и рентгеновского излучения, солнечного ветра, солнечных космических лучей. Вариации мощности этих факторов при изменении уровня СА вызывают цепочку взаимосвязанных явлений в межпланетном пространстве, в магнитосфере, ионосфере, нейтральной атмосфере, гидросфере, биосфере, и, возможно, литосфере Земли.
№18Гравитационное взаимодействие тел.Закон всемирного тяготения Ньютона.Космические скорости.