Дунд сургууль Физик
Термодинамик. Аливаа бодис атом молекулаас тогтдог ба атом нь химийн урвалаар үл хуваагдах элемэнтийн хамгийн жижиг хэсэг юм. Атомууд нэгдэж молекулуупыг үүсгэх ба өөр төрлийн атомууд нэгдэж химийн элемэнт нэгдлийг бий болгоно. Атомууд нь хоорондоо химийн холбоосоор холбогдсон бодисын химийн шинж чанарыг хадгалсан хамгийн жижиг хэсгийг молекул гэнэ.
Хатуу бодисын хувьд түүний жижиг хэсгүүд болох молекул, атом, ионуудын хоорондох зай маш бага учир тэдгээрийн харилцан үйлчлэл их байна. Хатуу биетүүд тодорхой хэлбэр дүрс, эзлэхүүнтэй байх бөгөөд тэдгээрийн жижиг хэсгүүд бие биесээс тодорхой зайд оршино. Эдгээр жижиг хэсгүүд чөлөөтэй урсан шилжихгүй зөвхөн эзэлсэн байр орчим хэлбэлзэх хөдөлгөөнд оршино. Хатуу биетийн орших хэлбэрийг талст ба аморф төлөв байдал гэж 2 хуваана. Бодис талст төлөв байдалд оршихдоо түүний жижиг хэсгүүд орон зайд тодорхой дэс дараалалтайгаар байрлан талст торыг үүсгэнэ. Талст бодисуудын онцлог шинж бол тодорхой температурт хайлна.
Хагас дамжуулагч дан бодисууд олон талын үнэт шинж чанаруудтай болсон тэр нь орчин үеийн техникийн шаардлагыг бүрэн хангасан ч хараахан дутагдалтай байна. Ийм учраас шинжээч нар хагас дамжуулагч өөр бодисуудыг эрж хайхад хүрчээ. Цахиур, германи зэрэг хагас дамжуулагч элементүүд Менделеевийн үелэх системийн IV группд багтдаг. Гэтэл үелэх системийн III ба V группийн элементүүдийн хоорондоос үүсэх химийн нэгдлүүд талст торын байгуулалт ба химийн холбоосын байдлаараа IV группийн элементүүдтэй төстэй болохыг эрдэмтэд ажиглаж тэдгээр нэгдлүүд хагас дамжуулагч шинж чанартай байж болох юм гэсэн таамаглал хийжээ.
Ийм бодис нэлээд олон байдгийн дотроос германи, селен, цахиурыг сонгодог материалд тооцдог.
Германи Газрын хөрсөнд 7*10-4% орчим германи байгаа юм. Энэ нь хар тугалганаас их байна гэсэн үг юм. Тэгэвч германи хүдэр хэлбэртэй дайралддаггүй ховор сарнимал элементийн нэг билээ. 7-8% германи агуулсан хүдэр зөвхөн Африк тивд нэг газар дайралдана. Германийг цайр, хартугалганы үйлдвэрийн хаягдал, түүнчлэн зарим нутгийн залуу хүрэн нүүрснээс гарган авч байна.
Эхлээд хагас дамжуулагчийн кристалл торын тухай цөөн зүйлийг дурдав. Металл бодис авч үзэхэд түүний дотор байх чөлөөт электроны тоо асар олон юм. Энд чөлөөт элетроны тоо атомын тоотой тэнцүү буюу түүнээс илүү байж болно. Нэг хос дөрвөлжин сантиметр металл дотор ойролцоогоор 1023 электрон байгаагаас металл доторхи электронуудын хоорондын үйлчэл нилээд хүчтэй байна. Эдгээр электронууд нийтдээ нийлж нэгэн ерөнхий систем үүсгэж уг системийн төлөв байдлаар метөллын механик. Оптик, соронзон ба цахилгааны эерэг шинж чанаруууд тодорхойлогдоно. Хагас дамжуулагч бодист бол чөлөөт электроны тоо атомынхаа тооноос олон мянга, сая дахин цөөхөн байх болохоор хоорондын зай нь атомуудын хоорондын зайнаас хэдэн арав, зуу дахин тавиу байдаг байна.
Хувыг ноосоор, шилийг арьсаар зүлгэхэд жижиг биетийг өөртөө татах чадвартай болдгийг эрт дээр үеэс мэддэг байсан бөгөөд үүнийг бие цахилгаанжих гэж ярьдаг. Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд биесийн оролцох чадварыг цахилгаан цэнэг гэдэг физик хэмжигдхүүнээр тодорхойлдог. Биесийг бүрдүүлж байгаа эгэл бөөмс цэнэгтэй байдаг болохоос бөөмгүй цэнэг байхгүй. Байгаль дээр эерэг, сөрөг хоёр төрлийн цахилгаан цэнэгтэй бөөмс байдаг. Электроны цэнэгийг сөрөг, протоны цэнэгийг эерэг гэж авдаг.
Одоогоос бараг 2500 жилийн тэртээ Грекийн эрдэмтэн Демокрит бүх бодис олон тооны маш жижиг үл хуваагдах хэсгүүд –атомаас тогтоно гэсэн таамаглалыг гаргажээ. 1802 онд Английн эрдэмтэн Дж.Дальтон атомын тухай орчин үеийн сургаалийн эхийг тавьжээ. Нийлмэл бодис элементүүдээс, элемент нь атомаас тогтоно гэж тэр үзэж байв. Бүх бодисын атомууд хоорондоо ижил гэж үзэж байсан алхимичдийн үзэлд, элемент бүрийн атом өөр өөр байна гэсэн Дальтоны сургааль том цохилт болжээ. Элемент нь хэд хэдэн изотоптой байж болох ба изотоп бүрийн атомууд хоорондоо ялгаатай болох нь түүний дотоод бүтцийн онцлог байв.