В условиях вакуума различные
частицы могут проходить без столкновений
большие расстояния. Такая особенность
вакуума позволяет управлять с помощью
электрических и магнитных полей движением
заряженных частиц - электронов, ионов
и протоков, что осуществляется в ускорителях
заряженных частиц, электронных микроскопах,
кинескопах телевизоров и другой электронной
аппаратуре. Поскольку распространение
звука, тепло и массоперенос зависят от
плотности газа, то с, уменьшением давления
указанные явления существенно ослабляются.
На этом принципе основана термоизоляция
в термосе.
Вакуум используется в пищевой промышленности
для сублимационной сушки продуктов,
что позволяет сохранить в них большее
количество полезных веществ, чем при
обычной сушке.
Экспериментальные исследования
испарения и конденсации, поверхностных
явлений, некоторых тепловых процессов,
низких температур, ядерных и термоядерных
реакций осуществляются в вакуумных установках,
Основной инструмент современной ядерной
физики ускоритель за ряженных частиц
немыслим без вакуума. Вакуумные системы
применяются в химии для изучения свойств
чистых веществ, изучения состава и разделения
компонентов смесей, скоростей химических
реакций.
Техническое применение вакуума
непрерывно расширяется, но с конца прошлого
века и до сих пор наиболее важным его
применением остается электронная техника.
В электровакуумных приборах вакуум является
конструктивным элементом и обязательным
условием их функционирования в течение
всего срока службы. Низкий и средний вакуум
используется в осветительных при борах
и газоразрядных устройствах, Высокий
вакуум в приемно-усилительных и генераторных
лампах, Наиболее высокие требования к
вакууму предъявляются при производстве
электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных
при боров, Для работы полупроводникового
прибора вакуум не требуется, но в процессе
его изготовления широко используется
вакуумная технология. Особенно широко
вакуумная техника применяется в производстве
микросхем, где процессы нанесения тонких
пленок, ионного травления, электронолитографии
обеспечивают получение элементов электронных
схем субмикронных размеров.
29. На основании
таблицы (КАКОЙ?) приведите и поясните
основные понятия, связанные с современными
представлениями о квантовомеханической
модели атома.
Современная модель атома
является развитием планетарной модели
Бора-Резерфорда. Согласно современной
модели, ядро атома состоит из положительно
заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно
заряженными электронами. Однако представления
квантовой механики не позволяют считать,
что электроны движутся вокруг ядра по
сколько-нибудь определённым траекториям
(неопределённость координаты
электрона в атоме может быть сравнима
с размерами самого атома).
Химические свойства атомов
определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Положение
атома в таблице Менделеева определяется электрическим зарядом его
ядра (то есть количеством протонов), в
то время как количество нейтронов принципиально
не влияет на химические свойства; при
этом нейтронов в ядре, как правило, больше,
чем протонов. Если атом находится в нейтральном
состоянии, то количество электронов в
нём равно количеству протонов. Основная
масса атома сосредоточена в ядре, а массовая
доля электронов в общей массе атома незначительна
(несколько сотых процента массы ядра).
Массу атома принято измерять
в атомных единицах массы, равных 1⁄12 от массы атома стабильного изотопа углерода 12C.
30. Энергия
ионизации – это ... ЧТО? Сродство к электрону
– это ... ЧТО? Какое вещество называют
окислителем и почему?
*Энергия ионизации
– это количество энергии, необходимое
для отрыва наиболее слабо
связанного электрона от атома.
*Сродство к электрону
– это количество энергии, которое
выделяется или поглощается при
присоединении одного электрона
к нейтральному атому.
*Вещество, которое приобретает
электроны, часто называют окислителем. Так как эти вещества повышающие степень
окисление частиц в др. веществах, в то
время как присоеденяют электроны.
33.Кратко опишите,
что представляет в современном понимании
такая сущность, как химическая связь.
Кратко сформулируйте, какие
бывают виды химической связи и чем они
принципиально отличаются друг от друга.
Химическая связь – это взаимодействие
двух и нескольких атомов, в результате
которого образуется химически устойчивая
двух- или многоатомная система (например,
молекула или кристалл).
Основными типами химической
связи являются ионная (химическая связь,
образованная за счет электростатического
притяжения между катионами и анионами);
ковалентная (химическая связь, осуществляемая
с помощью общих электронных пар); металлическая
(связь между положительными
ионами в кристаллах металлов, осуществляемая
за счет притяжения электронов, свободно
перемещающихся по кристаллу); и водородная
(химическая связь между атомами водорода
и атомами сильно электроотрицательных
элементов (фтор, кислород, азот).
34. Кратко опишите,
на какие группы различают
материалы по способности проводить
электрический ток. Назовите типичных
представителей каждой из групп.
1. Проводники всегда содержат
свободные носители заряда —
электроны, ионы, направленное (упорядоченное)
движение которых и есть электрический
ток. Они имеют очень малое удельное объемное
сопротивление ρ < 10-4 Ом´см. Это хорошо очищенные серебро
(один из наиболее дефицитных материалов, достаточно широко применяемый
в электротехнике и электронике для высокочастотных
кабелей, защиты медных проводников от
окисления), медь (наиболее широко применяется
в качестве проводникового материала:
в производстве обмоточных и монтажных
проводов и кабелей), алюминий, бронза
(сплавы меди с оловом (оловянные), алюминием
(алюминиевые), бериллием (бериллиевые)
и др. легирующими элементами), сталь.
2. Диэлектрики практически
не проводят ток. Диэлектрические
материалы характеризуются очень большим
удельным объемным сопротивлением ρ>1010 Ом´см. Это фарфор, стекло, пластмассы.
3. Полупроводниковые материалы
(около 2000 видов) - вещества, занимающие
по удельному электрическому
сопротивлению промежуточное положение
между проводящими материалами
и диэлектрическими. К полупроводниковым
материалам относят вещества, занимающие
по удельному электрическому сопротивлению
промежуточное положение между проводящими
материалами и диэлектрическими (ρ>10-4 – ρ<1010) Ом´см. Конкретное значение ρ
зависит от вида материала полупроводника
и от количества посторонних веществ,
находящихся в полупроводнике, то есть
от концентрации примеси, и других факторов.
Это кремний (низкая температурная чувствительность,
самый распространенный после кислорода
элемент на Земле, позволяет относительно
просто получать на своей поверхности
пленки диэлектрика) и арсенид галлия
(позволяет получить высокое быстродействие,
добыча редких и рассеянных элементов
сопряжена с большими затратами энергии,
технология изготовления сложнее, его
исходные элементы токсичны для человеческого
организма, он плохо поддается легированию).
35. Кратко опишите,
какие образуются при перекрытии орбиталей
виды ковалентных связей.Кратко сформулируйте,
что представляет собой такая сущность,
как бензольное кольцо.
Различают две основные разновидности
ковалентной связи: а) неполярную и б) полярную.
Ковалентная неполярная связь образуется
между атомами неметалла одного и того
лее химического элемента. Такую связь
имеют простые вещества, например О2; N2;
C12.
Ковалентная полярная связь образуется
между атомами различных неметаллов.
У бензола остов молекулы собран из атомов
углерода, имеющих гибридные орбитали,
составленные из одной s- и двух р-орбиталей,
расположенные в форме трехлучевой звезды.
Шесть оставшихся р-орбиталей взаимоперекрываются,
образуя молекулярную орбиталь в виде
двух кольцевых областей, над и под плоскостью
бензольного цикла – бензольное кольцо.
36. Поясните
и охарактеризуйте особенности 6
технологического уклада.
Сегодня мир стоит на пороге
шестого технологического уклада. Его
контуры только начинают складываться
в развитых странах мира, в первую очередь
в США, Японии и КНР, и характеризуются
нацеленностью на развитие и применение
наукоёмких, или, как теперь говорят, «высоких
технологий». Основой шестого уклада являются
био- и нанотехнологии, генная инженерия,
мембранные и квантовые технологии, фотоника,
микромеханика, термоядерная энергетика
— синтез достижений на этих направлениях
должен привести к созданию, например,
квантового компьютера, искусственного
интеллекта и в конечном счёте обеспечить
выход на принципиально новый уровень
в системах управления государством, обществом,
экономикой.
37. Диэлектрические
материалы характеризуются удельным объемным
сопротивлением … КАКИМ? Приведите примеры.
К полупроводниковым материалам относят
вещества, которые характеризуются удельным
объемным сопротивлением … КАКИМ? … КАКИЕ?
- Удельное сопротивление вещества характеризует
его способность препятствовать прохождению электрического тока.
Единица
измерения удельного сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — Ом·м; также измеряется в Ом·см
и Ом·мм²/м.
Диэлектрики практически не
проводят ток. Эти материалы характеризуются
очень большим удельным объемным сопротивлением
ρ>1010 Ом´см.
Диэлектрические материалы
- это фарфор (ρ>1014), стекло
(ρ>1012), пластмассы,
фторопласт-4 (ρ>1016) и прочее.
- Полупроводниковые материалы (около 2000 видов) - вещества, занимающие по удельному электрическому сопротивлению промежуточное положение между проводящими материалами и диэлектрическими. К полупроводниковым материалам относят вещества, занимающие по удельному электрическому сопротивлению промежуточное положение между проводящими материалами и диэлектрическими (ρ>10-4 – ρ<1010) Ом´см. . Это кремний и арсенид галлия. Удельное электрическое сопротивление кремния электронного качества может находиться в интервале примерно от 0,001 до 150 Омхсм. Удельное сопротивление арсенида галлия меняется в широких пределах:
нелегированный полуизолирующий 1х10^7 Омхсм, сильнолегированный 1х10^-3 Омхсм.
38. Поясните и
охарактеризуйте особенности 1 и 4 технологических
укладов.
Первый технологический уклад
1770—1830 гг. Первый уклад основан на новых
технологиях в текстильной промышленности, использовании
энергии воды.
Ядро технологического уклада:
текстильная промышленность
текстильное машиностроение
Ключевой фактор — текстильные
машины.
Преимущество технологического
уклада заключалось в механизации и концентрации
производства на фабриках.
Четвёртый технологический
уклад 1930—1970 гг.Четвёртый уклад основан на
дальнейшем развитии энергетики с использованием нефти и нефтепродуктов, газа, средств связи, новых синтетических
материалов. Это эра массового производства
автомобилей, тракторов, самолетов, различных
видов вооружения, товаров народного потребления.
Появились и широко распространились компьютеры и программные продукты для
них, радары. Атом используется в военных
и затем в мирных целях. Организовано массовое
производство на основе конвейерной технологии.
На рынке господствует олигопольная конкуренция.
Появились транснациональные и межнациональные
компании, которые осуществляли прямые
инвестиции в рынки различных стран.Ядро
технологического уклада:
производство товаров длительного
пользования
производство и переработка
нефти.
Ключевой фактор: двигатель
внутреннего сгорания, нефтехимия.
Преимущество технологического
уклада, по сравнению с предыдущим — массовое
и серийное производство.
39. Поясните понятия:
Высокие технологии. Инновационные технологии.
Высокие технологии – наиболее
новые, передовые и прогрессивные технологии
современности. Переход к их использованию
и соответствующей им техники на современном
этапе является важнейшей составляющей
научно-технической революции (НТР). К
высоким технологиям обычно относят самые
наукоемкие отрасли промышленности: микроэлектроника,
вычислительная техника робототехника,
атомная энергетика, авиационная и космическая
техника, микробиологическая промышленность,
генетика.
Инновационные технологии –
совокупность методов и средств, которые
поддерживают этапы реализации нововведения.
Сейчас часто выделяют виды инновационных
технологий: 1) внедрение, 2) тренинг(подготовка
кадров и инкубация малых предприятий),
3)консалтинг, 4)трансферт, 5) инжиниринг
и др.
40. Кратко сформулируйте, почему
человек стремится познать «тайны»
наномира. Какие преимущества дает
использование свойств наномира и какие
перспективы это открывает для нанотехнологий?