مولکول و ماده چگال-فصل چهل و دوم فیزیک دانشگاهی-ویرایش سیزدهم

تالیف: راحر فریدمن- هیو یانگ در فصل 41 در باره خواص و ساختار اتمهای منفرد بحث کردیم. اما چنین اتم هائی (اتم منفرد) جزء استثنائات هستند؛ معمولا اتم ها را به صورت ترکیبی از آنها به صورت مولکولها یا ساختارهای گسترده تری می بینیم و آنها را ماده چگال(مایع یا جامد) می نامیم. بین اتم ها نیروی جاذبه ای به نام پیوند مولکولی وجود دارد که موجب می شود با یک دیگر ترکیب شوند. در این فصل چندین نوع از پیوندها و هم چنین تراز های انرژی و طیف های نظیر مولکولهای دو اتمی را بررسی می کنیم. خواهیم دید همانگونه که اتمها دارای انرژی کوانتیده هستند که توشط حالت مکانیک کوانتمی الکترون های آنها محاسبه می گردند، مولکولها نیز دارای این نوع انرژِی هستند که توسط حالات ارتعاشی و دورانی آنها محاسبه می گردد. خصوصیات فیزیکی که به پیوندهای مولکولی نسبت داده می شود به ماده چگال هم قابل تسری است که در آنها انواع مختلف پیوند ها رخ می دهند. این مفهوم از انرژی پیوند را گسترش داده و خواهیم دید که چگونه ما را در شناخت خصوصیات جامدات یاری خواهد کرد. سپس به نگاهی دقیق تر از گروهی از این جامدات به نام اسباب های نیمه هادی خواهیم پرداخت. این ادوات امروزه در همه رادیو و تلویزیون ها و ماشین های حسابگر و کامپیوترها مورد استفاده قرار می گیرندو در نیم قرن گذشته انقلابی در زمینه الکترونیک ایجاد کرده اند. اهداف آموزشی این فصل با مطالعه این فصل مطالب زیر را خواهید آموخت: • انواع مختلف پیوند هایی که اتمه ها را با یک دیگر نگاه میدارد • چگونه دینامیک چرخشی و ارتعاشی مولکولها بوسیله طیف های مولکولی آشکار می گردند؟ • چگونه و چرا اتمها ساختار بلورین را شکل می دهند؟ • چگونه از مفهوم باند انرژی برای توصیف خصوصیات الکتریکی جامدات استفاده کنیم؟ • یک مدل ساده برای فلزات که خصوصیات فیزیکی آنها را توضیح می دهند. • چگونه خصوصیات یک نیمه هادی با افزایش مقدار کمی ناخالصی به شدت افزایش می یابد. • بعضی از کاربردهای فنی قطعات نیمه هادی • چرا مواد می توانند در درجه حرارت های پائین تبدیل به ابر رسانا می گردند؟ حق تکثیر: این فصل کتاب توسط ارسال کننده از متن اصلی انگلیسی ترجمه شده است و استفاده از آن برای عموم دانش پژوهان آزاد است