PDF《周期系中的非金属元素》

1 超导现象及临界条件 1911年发现,Hg在4.2K附近,电阻突然 超超导导材材料料向超导态转变的温度叫超导临界温度 临界温度T Tc c. 超导态时,磁感应强度也为零,即具有 消失.金属的这种特殊状态称超导态 超导态. 被破坏.H Hc c叫临界磁场 临界磁场;

完全的抗磁性.当磁场超过Hc时,超导态 通过超导体的电流超过Ic后,超导态也 T>Tc,H>Hc,I>Ic 超导态都被破坏称

2 超导材料 目前已发现30种单质,8000种金属、合 但是,超导材料的临界温度都很低,难 被破坏.I Ic c叫临界电流 临界电流. 超导体的三大邻界条件 三大邻界条件. 金、化合物具有超导性. 要课题. 于实际应用.寻找高温超导是该领域的首 1987年 赵宗贤等, YBa YBa2 2Cu Cu3 3O O7 7- -x x ( (T Tc c = = 90K 90K) ) 1993年中-瑞合作, Hg Hg- -Ba Ba- -Cu Cu- -O O ( (T Tc c = = 133.5K 133.5K) ) 超导材料如何驱动高 速列车的? 光光导导材材料料通常说的光导纤维. 从照片可以看出:光线只 这是因为光导纤维的特 殊结构所致. "玻璃丝"并不透光. 从"线内"走,一直走到头. 皮料 皮料―低折射率的玻璃;

1 光纤的组成: 芯料 芯料―高折射率,高透光度,不析晶的 玻璃;

吸收料 吸收料. . 多组分玻璃光纤;

复合材料光纤;

2 光纤材料: 石英光纤 (高纯度或掺杂). 光在芯料和皮料界面上全反射,入射光 3.通信原理: 状传播. 封闭在芯料内,经过无数次全反射,锯齿 激光材料 ①光源亮度高;

②方向性极强;

③单色性极好.

1 激光的特点: 白炽灯泡产生的白光是不同 波长、不同颜色的光合成的, 向各方向放射.激光是单一 颜色(单一波长)光形成的, 向一个方向发射,波峰和波 谷都一致

2 激光的产生: ⑴ ⑴ 通常,物质的粒子大多处于 ⑵ ⑵ 若人为地使多数粒子处于激 发辐射 发辐射;

跃迁)和光(辐射跃迁)――自自粒子跃迁回基态放出热(非辐射 基态,极少处于激发态.激发态 子数反转的物质称工作物质 工作物质. 发态――粒子数反转 粒子数反转.造成粒 ⑶ ⑶ 此时,以一光子入射此工作物质. 的光子――受激发射 受激发射. 的光和与入射光子一致 立刻发射和它相同波长 相近,它能使受激原子 激激".若是入射光子非常 完全同色(同一波长的)的光子所"刺刺受激原子能被严格与此原子自然发射时 新光加现有的光,两个光子继续激发其它 出的激光形成光柱. 细小透明镜子.发 色性使之能够通过 的充气管加速.激光的强度、方向性、单 激光.在气体激光器里,光子被有反射镜面 这种雪球似的放大现象,产生连贯的光束: 受激原子,把它们的能量放出,又重复下去. 这是世界上最大的激光器, 可以用来熔化很小的样品. 科学家在地面站把激光送给轨道上的一颗人造 激光测距SLR 的距离. 站和人造卫星之间 够精确的确定地面 的测量使科学家能 需时间.往返时间 星到地面站往返所 家记录光从人造卫 卫星,人造卫星再把光线反射回地面站,科学 半导体材料 空间技术、现代电子技术、新能源技术、 半导体材料是只能在一定条件下才导电 按金属键的能带理 红外技术…都离不开半导体材料的应用. 于导体也不同于绝缘体. 的材料.因此它不同 电子易激发的材料. 论,半导体是禁带窄、 金属晶体中,原子紧密堆积,原子数目 如,Na的3s1形成3s能带: ( (σ σ3s) 3s) ( (σ σ* *3s) 3s) 子轨道间能量差很小,形成了能带 能带. 很大,可以组合成很多分子轨道.这些分 在满带和导带之间还有禁带,其宽、窄 导体 导体 半导体 半导体 绝缘体 绝缘体 导体、半导体、绝缘体的区别就在于 半导体禁带宽度9.6―290kJ・mol-1 视材料而不同. 它们的禁带宽度. 在半导体中,若满带中一个电子被激发 则,导带中有一个负电荷(电子), 满带中有一个正电荷(空穴). 空穴 电子 满带到导带: 导带在电场中:电子→正极;