Номер 5, страница 151 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

5. Что называется в проводниках дыркой?

5. Что называется в проводниках дыркой?

Понятие «дырка» используется в физике твердого тела для описания носителей заряда, в первую очередь, в полупроводниках. Хотя в вопросе упомянуты «проводники», в классических проводниках (металлах) электрический ток обусловлен исключительно движением свободных электронов, и концепция дырок не является основной для описания их проводимости.

В кристаллической решетке полупроводника электроны находятся на определенных энергетических уровнях, которые объединяются в зоны. Валентная зона — это энергетическая зона, полностью заполненная валентными электронами при температуре абсолютного нуля. Зона проводимости — это следующая по энергии зона, которая при абсолютном нуле пуста.

При сообщении кристаллу энергии (например, при нагревании или облучении светом) некоторые электроны из валентной зоны могут получить энергию, достаточную для перехода в зону проводимости. На месте ушедшего электрона в валентной зоне образуется вакантное (свободное) энергетическое состояние. Это вакантное место и называется дыркой.

Дырка не является реальной частицей, а представляет собой квазичастицу со следующими свойствами:

• Дырка ведет себя как частица с эффективным положительным зарядом, равным по модулю заряду электрона ($+e$). Это связано с тем, что в области кристалла, где ранее находился отрицательно заряженный электрон, теперь имеется его недостаток, что эквивалентно появлению нескомпенсированного положительного заряда ионов решетки.

• Дырка способна перемещаться по кристаллу. Механизм этого движения заключается в том, что электрон с соседней ковалентной связи перескакивает на место дырки, заполняя ее. В результате дырка исчезает на старом месте и появляется на новом. Этот процесс выглядит как перемещение положительного заряда в направлении, противоположном движению электронов в валентной зоне. Под действием внешнего электрического поля дырки движутся упорядоченно, создавая дырочный ток.

Ответ: Дырка — это квазичастица, представляющая собой вакантное электронное состояние в валентной зоне полупроводника, которое образуется при переходе электрона в зону проводимости. Дырка ведет себя как подвижный носитель положительного заряда, равного по модулю заряду электрона.