KVANT ELEKTRONIKASI. Kristall atomida kogerent nurlarning tarqalishi, yani majburiy (indusirlangan) xodisadan foydalanib ota yuqori chastotali elektromagnit tebranishlarni xosil qilish va kuchaytirish usullarini organadi. Xozirgi vaqtda yuqori quvvatli, bir tomonga yuqori daraja yonaltirilgan, korish diapozoni spektorida tolqinlar tarqatuvchi mikro tolqinli kvant generatorlari (lazerlar) yaratilgan. Bizning mamlakatda kvant elektronikasiga asoslangan ota yuqori sigimli, tola optik liniyali aloqalar, xar-xil texnologik qurilmalar, tabobat asboblari, aniq geodezik mexanizmlar, atmosferani ekologik xolatini biluvchi asboblar, organuvchi avtomatlar va boshqalar yaratilgan.
Xemotronika. Elektronikaning elektroximiya bilan rivojlanishidagi bir yonalishi. Xemotronika past chastotali elektroximiyaviy ozgartirgichlar yaratadi. Xozirgi vaqtda bir qator xemotron asboblari yaratilgan: ion togrilagich, ota past chastotali kuchaytirgich, elektro-ximiyaviy ozgartirgich. Kelajakda suyuqlik asosida boshqariluvchi sistema bioinformasion ozgartirgich yaratiladi.
Elektronikaning erishilgan yutuqlari uning cheksiz imkonidan foydalanishning boshlangich qadami xolos. Kelajakda tashqi tasir sharoitini ozgarishga adektiv reaktsiya beruvchi, sunoiy intelektga ega bolgan va sensor sistema asosida jixozlangan robotlar bilan taominlash masalasi qoyilgan.
Inson faoliyatining xar-xil soxasida elektronikaning qollanishi uzluksiz kengaymoqda, chuqurlashmoqda va differentsiallashib bormoqda.
Xozirgi zamon elektronikasi fan va texnikada oldingi orinni egallab, ilmiy-texnikaning rivojlantirishda katta axamiyatga ega.
1-bob. MAYDONDA ELEKTRONLAR XARAKATI
1 bob elektronlarning bir jinsli, bir jinsli bolmagan elektr maydondagi xarakati va bir jinsli bolmagan magnit maydonnidagi xarakatlari korib otilgan.
1.1. ELEKTRONLARNING BIR JINSLI ELEKTR MAYDONDAGI XARAKATI
Elektron asboblarda elektronlarni elektr maydoni tasirida xarakatlanishi asosiy jarayonlardan xisoblanadi. Elektronlarni vakuumda xarakatlanishi oddiy hamda yarim otkazgich yoki gaz razryadli asboblarida xarakatlanishi esa murakkab jarayon boladi.
Bir jinsli elektr maydonida elektron xarakatini boshqa elektronlar bilan tasiri yoq deb karash kerak. Xaqiqatda esa elektronlar orasida ozaro itarishish kuchi ham mavjud. Elektr maydoni kop xollarda bir jinsli bolmasdan murakkab xarakterga ega va u elektronikaning asoslaridan birini tashkil etadi.
Malumki, elektron zaryadi e=1,6*1019 KLga teng bolib, massasi m=9,1*1031 kg. Nazariy xisoblashlardan elektron tezligi s=299 792 458 m/s bolganda, massasi cheksiz ortadi.
Oddiy elektrovakuum asboblarida elektronning tezligi 0,1 m/s ni tashkil etadi, massasini esa doimiy deb xisoblash mumkin.
Elektronning tezlanuvchi elektr maydonidagi xarakat
Ikki elektrod anod va katod orasidagi elektr maydon kuch chiziqlarini (kuchlanganlik chiziqlari) 1.1-rasmda korsatilganidek tasvirlaylik.
Agar elektrodlar orasidagi potentsiallar ayirmasi U, ular orasidagi masofani d desak, maydon kuchlanganligini, deb yozish mumkin:
Bir jinsli maydon uchun E ozgarmas kattalik. Katoddan chiqqan elektron kinetik energiya W0 va boshlangich tezlik v0 bolgan tezlanuvchan elektr maydoniga kirsin.
1.1-rasm. Elektronning tezlatuvchi elektr maydonidagi xarakati
Maydon kuchlanganligi musbat birlik zaryadga tasir etuvchi kuchga teng boladi. Shuning uchun bitta elektronga tasir etuvchi kuch boladi:
F kuch E vektor kattaligiga qarama-qarshi yonalgani uchun minus ishorasi qoyilgan.
F kuch tasirida elektron tezlanish oladi va uning ifodasi kuyidagicha boladi:
Elektrod tomon xarakatlanayotgan elektron xarakat oxirida eng katta v tezlik va W kinetik energiyaga erishadi. Shunday qilib, tezlatuvchi maydonda elektronning kinetik energiyasi ortadi. Bu energiya ortishini WW0 sifatida korsatish mumkin. Energiyaning saqlanish qonuniga asosan quyidagini yozish mumkin.
Agar elektronni boshlangich tezligi nolga teng bolsa, boladi:
Elekronning boshlangich tezligi v0 <
Agar U=1 Volt desak elektron energiyasi bir birlik energiyaga teng bulib, u elektron Volt (ev) deb ataladi. Yuqoridagi ifoda (1.4) dan
e va m larni orniga qoyib
dan elektoronning tezligini topish mumkin.
Shunday qilib tezlatuvchi maydonda elektronning xarakati potentsiallar farqiga boglik ekan. Elektronning boshlangich energiyasini eletkron voltda quyidagicha
yozish mumkin. Potentsaillar ayirmasi U=1 voltda, tezligi v=6*105 m/s va U=100 Volt bolganda esa v=6*106 m/s boladi.
Elektronning elektrodlar orasida masofa d=3*103 m va kuchlanishi 100 Volt bolganda uchish vaqti 108 s ni tashkil qiladi.
Elektr maydoni bir jinsli bolmagani uchun elektronning xarakati murakkab bolib amalda bu vaqt t=108 1010 C ga teng.
Elektorni sekinlashtiruvchi maydondagi xarakati
Aytaylik elektoronning v0 boshlangich tezligi F kuchga teskari yonalishda bolsin (1.2-rasm). F kuch elektoronni v0 tezligiga teskari yonalishda bolgani uchun uning xarakati tekis sekinlanuvchan boladi. Bunday maydonga sekinlashtiruvchi maydon deyiladi. Ishni elektron bajargani uchun sekinlashtiruvchi maydonda elektronning energiyasi kamayadi. Shunday kilib, sekinlashtiruvchi maydonda elektron oz energiyasini maydonga beradi.
Boshlangich energiyasi eU0 bolgan elektron potentsial ayirmasi U0 bolgan sekinlashtiruvchi maydonda xarakatlanganda energiyasi eU0 ga kamayadi. Agar eU0> eU bolsa, elektron elektrodlar orasida xarakatlanib kichik potentsial bilan elektrodga uriladi. Agar eU0
1.2-rasm. Elektronning sekinlashtiruvchi maydondagi xarakati.
Elektronning bir jinsli kondalang maydondagi xarakati
Agar elektron v0 boshlangich tezlik bilan maydon kuch chiziqlariga nisbatan togri burchak ostida xarakatlansa, maydon elektronga F kuch bilan yuqori potentsial yonalish boyicha taxsir etadi. (1.3-rasm)
1.3-rasm elektronni bir jinsli kondalang elektr maydondagi xarakati.
F kuch bolmaganda elektron togri chiziqli tekis v0 tezlik bilan xarakat qilar edi. F kuch tasirida elektron v0 tezlikka perpendikulyar bolgan yonalishda xarakat qilsin. Bunda elektronning traektoriyasi parabola korinishida bolib, musbat potentsial tomon ogadi. Elektron maydondan chiqqandan song xam inersiya boyicha togri chiziq boylab tekis xarakat qiladi.
Shunday qilib, elektron va maydon orasida ozaro energetik munosabat mavjud.
1.2. ELEKTRONLARNI BIR JINSLI BOLMAGAN ELEKTR MAYDONIDAGI XARAKATI
Bir jinsli bolmagan maydonda elektronlar xarakati murakkab qonuniyatlar bilan boglangan xolda ozgaradi.
Tsilindirsimon elektrodlar orasidagi radial yonalishlarda bir jinsli bolmagan elektr maydonni olaylik (1.4-rasm).
Agar elektron ichki elektroddan kuch chiziqlari boylab xarakatlansa, u radius boyicha togri chiziqli tekis tezlanuvchan xarakat qiladi. Xarakatlanuvchi elektron massa va inersiyaga ega bolganligi sababli maydon ostida F kuch taxsir etadi va uning traektoriyasi egiladi.
1.4.1-rasm. Elektronlarning bir jinsli bolmagan radial elektr maydonidagi xarakati.
1.4.2-rasm. Elektronlarning bir jinsli bolmagan radial elektr maydonidagi xarakati.
1.4.3-rasm. Elektronlarning bir jinsli bolmagan radial elektr maydonidagi xarakati.