Le faisceau tomba sur le cristal. Expérience de chimie amusante à la maison

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Préparons un semi-conducteur. Vous avez déjà réussi une fois - expérience, lorsque vous avez transformé une cuillère en aluminium en redresseur de courant. Désormais, l'expérience n'en est pas moins intéressante, et avec des explications théoriques. Il est préférable de le faire dans un club de chimie ou dans un laboratoire scolaire, et non pas parce que l'expérience est dangereuse : vous n'avez probablement pas les substances nécessaires à la maison.

Première - expérience préliminaire. Préparez une solution de nitrate ou d'acétate de plomb et passez-y du sulfure d'hydrogène (travaillez sous courant d'air !). Séchez le sulfure de plomb PbS précipité et vérifiez comment il conduit l'électricité. Il s'avère que c'est l'isolant le plus courant. Alors, qu’est-ce que les semi-conducteurs ont à voir là-dedans ?

Ne tirons pas de conclusions hâtives, mais effectuons l’expérience fondamentale suivante. Pour cela, vous devrez préparer des quantités égales, disons 15 ml chacune, d'une solution à 3% de thiocarbamide NH.₂C(S)NH₂ et une solution à 6% d'acétate de plomb. Versez les deux solutions dans un petit verre. À l'aide d'une pince à épiler, placez une plaque de verre dans la solution et maintenez-la verticalement (ou fixez-la dans cette position). En portant des gants en caoutchouc, versez une solution de lessive concentrée dans le verre presque jusqu'au sommet (avec précaution !) et remuez très soigneusement avec une tige de verre, en essayant de ne pas toucher l'assiette avec. Chauffer légèrement la solution jusqu'à ce que de la vapeur apparaisse ; Continuez à remuer. Après une dizaine de minutes, retirez délicatement la plaque de verre, lavez-la sous l'eau courante et séchez-la.

Et dans ce cas, vous avez du sulfure de plomb – alors quelle est la différence ?

Dans la deuxième expérience, la réaction se déroule lentement et le précipité ne se forme pas immédiatement. Si vous avez observé la solution, vous avez remarqué qu'au début elle devenait trouble et devenait presque comme du lait, puis s'assombrissait seulement - ces composés intermédiaires, en se décomposant, formaient du sulfure de plomb noir. Et il se dépose sur le verre sous la forme d'un mince film noir, constitué de très petits cristaux visibles uniquement au microscope. Le film apparaît donc très lisse, presque comme un miroir.

Fixez deux contacts électriques au film et faites passer le courant. Si le sulfure de plomb se comportait comme un diélectrique dans l’expérience précédente, il conduit désormais le courant ! Connectez un ampèremètre au circuit, mesurez le courant et calculez la résistance : elle sera supérieure à celle des métaux, mais pas au point de servir d'obstacle au passage du courant.

Rapprochez la lampe allumée très près de la plaque et remettez le courant. Vous constaterez immédiatement que la résistance du sulfure de plomb a fortement chuté. Le film noir se comportera à peu près de la même manière s'il est simplement chauffé. Mais si la conductivité augmente avec la lumière et la chaleur, alors nous avons affaire à un semi-conducteur !

Pourquoi le sulfure de plomb a-t-il cette propriété ? Nous avons noté sa formule comme PbS, mais la véritable composition des cristaux de cette substance ne lui correspond pas tout à fait. Certains composés, dont le sulfure de plomb, n'obéissent pas à la loi de composition constante. Et ce sont tous des semi-conducteurs. (Il en va d'ailleurs de même pour l'oxyde d'aluminium, qui redresse le courant alternatif.)

Dans un cristal de PbS, l'ordre de disposition des particules devrait, semble-t-il, être strictement répété. Mais souvent, du fait que les concentrations des solutions à partir desquelles les cristaux sont obtenus fluctuent, l'ordre est perturbé. L'influence de la température et d'autres causes externes se fait sentir. Cependant, dans un cristal réel, le rapport entre les atomes de soufre et de plomb n’est pas exactement de 1:1. Les écarts par rapport à ce rapport sont très faibles, seulement environ 0,0005. Mais cela suffit pour que les propriétés changent de manière significative.

Les atomes de plomb et de soufre sont reliés dans un cristal par deux électrons : le plomb les cède au soufre. Eh bien, quand le rapport 1:1 s’effondre-t-il ? S'il n'y a pas d'atome de soufre à côté de l'atome de plomb, les électrons seront libres : ils serviront de porteurs de courant. Et ces cas ne sont pas aussi rares qu’il y paraît. Bien sûr, le rapport de 1,0005:1 est presque égal à l'unité, mais si vous vous souvenez du nombre d'atomes qu'il y a dans un cristal, alors cette différence mineure ne vous semblera plus si triviale.

La composition du sulfure de plomb peut être ajustée. Ceci est nécessaire pour modifier sa conductivité. Lorsqu'il y a plus d'atomes de soufre dans le cristal, la conductivité diminue, et lorsqu'il y en a moins, davantage d'électrons libres se forment et la conductivité augmente. Bref, en modifiant le rapport des atomes de soufre et de plomb, vous pouvez obtenir la conductivité requise. Cette expérience n'est pas facile à réaliser ; Si vous n’osez pas faire une expérience, croyez-moi sur parole, cela fonctionnera.

Prenez un tube de quartz et placez une barque de sulfure de plomb dans le ciel. De l'autre côté, insérez la même barque avec le plomb dans le tube et chauffez beaucoup le tube pour que le plomb commence à s'évaporer. Dans ce cas, le sulfure absorbera les vapeurs, il sera enrichi en plomb et sa conductivité électrique augmentera considérablement.

Il ne reste plus qu'à répondre à la question de savoir pourquoi le sulfure de plomb est si sensible à la lumière. Les quanta de lumière transmettent de l'énergie aux électrons et, dans chaque cas spécifique, les rayons d'une certaine longueur d'onde sont les plus efficaces. Pour le sulfure de plomb, il s’agit d’un rayonnement thermique infrarouge. C'est pourquoi nous vous conseillons de rapprocher la lampe du film.

À propos, les récepteurs de rayonnement infrarouge utilisent généralement un excellent semi-conducteur: le sulfure de plomb.

Auteur : Olgin O.M.

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Condensateurs Panasonic SVT OS-CON 28.11.2020

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Les condensateurs de la famille OS-CON se caractérisent par une longue durée de vie, la stabilité de la résistance série équivalente sur la plage de température nominale et sont disponibles pour le montage en plomb et en surface. Les condensateurs OS-CON utilisent des matériaux tels que l'aluminium et des polymères hautement conducteurs pour obtenir une faible ESR et une excellente réduction du bruit et du courant d'ondulation. La famille convient aux applications hautement fiables nécessitant de grandes capacités et des tensions relativement élevées.

Les condensateurs de la nouvelle série SVT se caractérisent par une faible valeur ESR même à basse température, ainsi qu'une bonne réponse en fréquence, une réduction du bruit élevée, une large plage de température de fonctionnement -50...125°C. La capacité garantie de fonctionner à 125°C jusqu'à 2000 heures à la tension nominale prouve la fiabilité et la bonne tolérance aux pannes de ces produits, les rendant adaptés aux applications à haute fiabilité.

Les nouveaux condensateurs de la série SVT (tableau 1), selon le modèle, ont des tensions nominales de 2,5...16 V ou 2,5...50 V, ainsi qu'une faible résistance série équivalente de 10...35 mOhm. La plage de capacité est de 18...2700 uF.

Les condensateurs SVT offrent une qualité et une fiabilité optimales du produit. Il est suggéré de l'utiliser pour des applications industrielles telles que des alimentations modernes hautement fiables, des applications de serveur, des PC industriels ou des stations de base.

Ces condensateurs sont sans halogène et conformes RoHS.

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