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[哲学]科学家饶毅在北大毕业典礼上的致辞[第5页] |
| 作者:RH摩西 |
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哲学家必须与传统的思维方式决裂。站在世界科学技术的最前沿。不懂PN结的人是无法研究现代哲学的。当然也无法研究现代科学的。 |
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宇宙的结构 |
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小伙伴们，我们开始学习了解天体了，快醒醒吧……“飞流直下三千尺，疑是银河落九天。”…… 李白《望庐山瀑布》，这个，大家都会背吧？那么，古人提到的银河，到底是个什么东东呢？看下面吧：一、银河系天体的结构银河系为棒旋星系。主要由银盘、银晕、银冕组成。 这就是银河系结构平面图，大家要靠想象力哟……银河系物质的主要部分组成一个薄薄的圆盘，叫做银盘。其直径为25000秒差距或8万光年，是由恒星、尘埃和气体组成的扁平盘，银盘中心厚度为1万光年。银盘内有旋臂，这是气体、尘埃和年轻恒星集中的地方。银盘主要由星族Ⅰ天体组成，如G～K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴RR变星、长周期变星、半规则变星等。银盘中心隆起的近似于球形的部分叫做核球。核球是银河系中心恒星密集的区域，近似于球形，直径约4千秒差距，结构复杂。核球主要由星族Ⅱ天体组成，也有少量星族Ⅰ天体。核球中心有一个很小的致密区，叫做银核。银核是银河系中央略为凸起的部分。它是一个很亮的球状体，直径约2万光年，厚约1万光年。这个区域由高密度的恒星和星际物质组成，其中主要的是年龄大约在100亿年以上的老年红色恒星，银核的活动十分剧烈。银盘外面是一个范围更大，近于球形的区域，其中物质密度比银盘中低得多，叫做银晕。银晕直径约为九万八千光年，这里恒星的密度很低，分布着一些由老年恒星组成的球状星团。银晕主要由晕星族天体组成，如亚矮星、贫金属星、球状星团等，还有少量气体。在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，称为银冕，它的物质分布大致也呈球形。银冕至少延伸到距银心一百千秒差距或三十二万光年远处。 |
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银河系 |
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太阳系 |
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地球及其卫星 |
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我们的故乡 |
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原子的结构 |
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原子核的结构图 |
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PN结的形成 如果把一块本征半导体的两边掺入不同的元素，使一边为P型，另一边为N型，则在两部分的接触面就会形成一个特殊的薄层，称为PN结。PN结是构成二极管、三极管及可控硅等许多半导体器件的基础。 如右图所示是一块两边掺入不同元素的半导体。由于P型区和N型区两边的载流子性质及浓度均不相同，P型区的空穴浓度大，而N型区的电子浓度大，于是在交界面处产生了扩散运动。P型区的空穴向N型区扩散，因失去空穴而带负电；而N型区的电子向P型区扩散，因失去电子而带正电，这样在P区和N区的交界处形成了一个电场（称为内电场）。 PN结内电场的方向由N区指向P区，如右图所示。 在内电场的作用下，电子将从P区向N区作漂移运动，空穴则从N区向P区作漂移运动。经过一段时间后，扩散运动与漂移运动达到一种相对平衡状态，在交界处形成了一定厚度的空间电荷区叫做PN结，也叫阻挡层，势垒。 PN结的工作原理 如果将PN结加正向电压，即P区接正极，N区接负极，如右图所示。由于外加电压的电场方向和PN结内电场方向相反。在外电场的作用下，内电场将会被削弱，使得阻挡层变窄，扩散运动因此增强。这样多数载流子将在外电场力的驱动下源源不断地通过PN结，形成较大的扩散电流，称为正向电流。 由此可见PN结正向导电时，其电阻是很小的。 如果PN结加反向电压，如右图所示，此时，由于外加电场的方向与内电场一致，增强了内电场，多数载流子扩散运动减弱，没有正向电流通过PN结，只有少数载流子的漂移运动形成了反向电流。由于少数载流子为数很少，故反向电流是很微弱的。 因此，PN结在反向电压下，其电阻是很大的。 由以上分析可以得知： PN结通过正向电压时可以导电，常称为导通；而加反向电压时不导电，常称为截止。这说明：PN结具有单向导电性。 |
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半导体科学家林兰英 |
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