Бул салыштыруу өткөргүчтөрдүн жана изоляторлордун физикалык касиеттерин талдап, атомдук түзүлүш электр энергиясынын жана жылуулуктун агымын кандайча жөнгө саларын түшүндүрөт. Өткөргүчтөр электрондордун жана жылуулук энергиясынын тез кыймылын жеңилдетүү менен бирге, изоляторлор каршылык көрсөтөт, бул экөөнү тең заманбап технологияларда коопсуздук жана натыйжалуулук үчүн маанилүү кылат.
Бош байланышкан валенттик электрондордун эсебинен электр заряддарынын же жылуулук энергиясынын эркин агышына мүмкүндүк берүүчү материал.
Электрондору атомдоруна бекем байланышкандыктан, электр тогунун же жылуулуктун кыймылын токтоткон зат.
| Мүмкүнчүлүк | Дирижер | Изолятор |
|---|---|---|
| Электрондордун кыймылдуулугу | Жогорку; электрондор торчо боюнча эркин кыймылдайт | Төмөн; электрондор локалдашкан жана бекем кармалып турат |
| Энергия тилкесинин ажырымы | Ажырашуу жок (өткөргүчтүк жана валенттик тилкелер бири-бирине дал келет) | Валенттүүлүк жана өткөргүчтүк тилкелеринин ортосундагы чоң ажырым |
| Электр талаасынын ички жасалгасы | Статикалык өткөргүчтүн ичиндеги нөл | Нөл эмес; талаа материалга кире алат |
| Жылуулук өткөрүмдүүлүгү | Жалпысынан алганда, абдан жогору | Жалпысынан алганда, абдан төмөн |
| Зарядды жайгаштыруу | Заряд бир гана сырткы бетте болот | Заряд коюлган жерде локалдаштырылган бойдон калат |
| Стандарттык мамлекет | Көбүнчө металл катуу заттар | Катуу заттар, суюктуктар же газдар |
Бул материалдардын жүрүм-турумун тилке теориясы эң жакшы түшүндүрөт. Өткөргүчтөрдө валенттик тилке жана өткөргүчтүк тилке бири-бирине дал келет, бул электрондордун дээрлик эч кандай энергия кирбестен кыймылдуу абалга өтүшүнө мүмкүндүк берет. Изоляторлордо электрондор оңой өтө албаган олуттуу "тыюу салынган" энергия боштугу бар, бул аларды ата-эне атомдорунун айланасында натыйжалуу бекитип турат.
Өткөргүчтөр потенциалдар айырмасы колдонулганда электрондордун оңой жылышына мүмкүндүк берет, бул электр тогун пайда кылат. Изоляторлор бул агымга ушунчалык катуу каршы турат, көпчүлүк практикалык максаттарда ток күчү нөлгө барабар. Бирок, эгерде чыңалуу жетиштүү деңгээлде жогорулап кетсе, ал тургай изолятор да "диэлектрикалык бузулууга" жетип, өткөрө башташы мүмкүн, бул көп учурда материалга физикалык зыян келтирет.
Металлдардагы жылуулук өткөрүмдүүлүгү көбүнчө электр тогун алып жүрүүчү ошол эле эркин электрондор тарабынан башкарылат, ошондуктан көпчүлүк жакшы электр өткөргүчтөрү жылуулукту өткөрүүдө да мыкты. Изоляторлор жылуулукту алда канча жай өткөрүшөт, электрондордун миграциясына эмес, атомдук термелүүлөргө (фонондорго) таянышат, бул аларды температуранын туруктуулугун сактоо үчүн идеалдуу кылат.
Өткөргүчкө статикалык заряд берилгенде, окшош заряддар бири-бирин түртүп, аралыкты максималдуу түрдө жогорулатуу үчүн дароо сырткы бетке жылышат. Изолятордо кыймылдуулуктун жоктугу заряддын так ошол жерде калышын билдирет. Ошондуктан шарды сүртүү менен "заряддай" аласыз, бирок колуңузда металл кашык менен оңой эле жасай албайсыз.
Дистилденген суу электр тогун жакшы өткөргүч болуп саналат.
Таза, дистилденген суу чындыгында эң сонун изолятор болуп саналат, анткени анда эркин иондор жок. Ал туздар же минералдар сыяктуу кошулмалар эрип, керектүү кыймылдуу заряддарды камсыз кылганда гана өткөргүчкө айланат.
Изоляторлор ар бир электронду толугу менен бөгөттөйт.
Эч бир материал идеалдуу изолятор боло албайт; бардык материалдар микроскопиялык деңгээлде анча чоң эмес "агып кетүү агымын" өткөрөт. Мындан тышкары, эгерде электрдик чыңалуу жетиштүү жогору болсо, изолятор иштебей калат жана учкун же жаа аркылуу өткөрөт.
Материал – бул ортосунда эч кандай байланышы жок өткөргүч же изолятор.
Кремний сыяктуу жарым өткөргүчтөр деп аталган ортоңку жол бар. Бул материалдардын өткөрүмдүүлүгү температура же химиялык кошулмалар менен туураланышы мүмкүн, бул бардык заманбап компьютердик чиптердин негизин түзөт.
Жылуулук изоляторлору нерселерди муздак кармоо үчүн гана колдонулат.
Изоляторлор жылуулуктун эки тарапка тең өтүшүн жайлатат. Алар кышында үйдү жылуу кармоо үчүн, жайында муздаткычты муздак кармоо үчүн да маанилүү.
Электр энергиясын же жылуулукту бир чекиттен экинчи чекитке натыйжалуу өткөрүү керек болгондо өткөргүчтү тандаңыз. Энергияны кармап туруу, электр тогуна урунуунун алдын алуу же сезгич компоненттерди жылуулуктун өзгөрүшүнөн коргоо керек болгондо изоляторду колдонуңуз.
Бул салыштыруу Альберт Эйнштейндин революциялык эмгегинин эки түркүгүн талкалап, атайын салыштырмалуулук теориясы кыймылдагы объектилер үчүн мейкиндик менен убакыттын ортосундагы байланышты кандайча кайрадан аныктаганын, ал эми жалпы салыштырмалуулук теориясы бул түшүнүктөрдү кеңейтип, тартылуу күчүнүн фундаменталдык мүнөзүн ааламдын өзүнүн ийрилиги катары түшүндүрөт.
Бул деталдуу салыштыруу элементтердин бирдиктүү фундаменталдык бирдиктери болгон атомдор менен химиялык байланыш аркылуу пайда болгон татаал түзүлүштөр болгон молекулалардын ортосундагы айырмачылыкты тактайт. Ал алардын туруктуулугундагы, курамындагы жана физикалык жүрүм-турумундагы айырмачылыктарын баса белгилеп, студенттерге жана илим ышкыбоздоруна зат жөнүндө негизги түшүнүк берет.
Бул салыштыруу бетке перпендикуляр түрдө колдонулган тышкы күч болгон басым менен тышкы жүктөмдөргө жооп катары материалдын ичинде пайда болгон ички каршылык болгон чыңалуунун ортосундагы физикалык айырмачылыктарды деталдуу түрдө баяндайт. Бул түшүнүктөрдү түшүнүү курулуш инженериясы, материал таануу жана суюктук механикасы үчүн абдан маанилүү.
Бул салыштыруу айлануу динамикасында борбордон чегинүүчү жана борбордон чегинүүчү күчтөрдүн ортосундагы негизги айырмачылыкты тактайт. Борбордон чегинүүчү күч – бул объектини өз жолунун борборуна тарткан чыныгы физикалык өз ара аракеттешүү болсо, борбордон чегинүүчү күч – бул айлануучу эталондук системанын ичинде гана пайда болгон инерциялык "көрүнүп турган" күч.
Бул салыштыруу вакуум — затсыз чөйрө — менен Жерди курчап турган газ аралашмасы болгон абанын ортосундагы физикалык айырмачылыктарды изилдейт. Анда бөлүкчөлөрдүн бар же жок экендиги илимий жана өнөр жайлык колдонмолордо үндүн өтүшүнө, жарыктын кыймылына жана жылуулуктун өтүшүнө кандай таасир этери кеңири баяндалат.
